Infrarot-Bildgebung ohne Stromversorgung

Wissenschaftler am Institut für Materialforschung der Universität Hasselt und des For­schungs­zen­trums Imec haben ein nur wenige Millimeter großes Gerät entwickelt, das unsichtbare Infrarotsignale in sichtbare Bilder umwandelt – ohne externe Stromversorgung und selbst bei sehr geringer Lichtintensität. „Unser Gerät wandelt ein Bild im nahen Infrarotbereich in sichtbares grünes Licht um, das mit einer kostengünstigen herkömmlichen Kamera, wie sie etwa in Smartphones zu finden ist, erfasst werden kann. Die Technologie ist ein wichtiger Schritt hin zu erschwinglicher Infrarotbildgebung für Anwendungen ohne direkte Stromversorgung, darunter in der Landwirtschaft, Umweltüberwachung und Biomedizin“, sagt Projektleiter Bernhard Siegmund.

Nahinfrarotes Licht kann eine Fülle nützlicher Informationen über Materialien und Produkte liefern. In der Industrie werden Infrarotkameras beispielsweise eingesetzt, um den Wassergehalt und den Reifegrad von Früchten zu bestimmen oder die Zusammensetzung chemischer Produkte zu beurteilen. Für solche Messungen sind in der Regel spezielle und oft teure Nahinfrarotkameras erforderlich.

Ausschnitt eines 20-Euro-Scheins, fotografiert mit einer herkömmlichen Kamera (l.), und das Sicherheitsmerkmal im NIR, sichtbar gemacht mit dem neuen Gerät (r.)

Quelle: X. Jiang et al. (2026) / NPG; CC-BY 4.0

Das internationale Forschungsteam, bestehend aus Chemikern und Physikern, benötigte mehrere Jahre, um das dafür erforderliche Labor aufzubauen und die richtige Zusammensetzung und Struktur für das Bauelement zu entwickeln. „Als wir sahen, wie das fertige Bauelement aus 38 Schichten ein klares Bild erzeugte, wussten wir, dass die vielen Herstellungsschritte, Simulationen und schrittweisen Verbesserungen endlich zusammenwirkten“, sagt Xueshi Jiang, der als Doktorand den Großteil der Experimente und optischen Simulationen durchführte.

In einem der Experimente enthüllte das Gerät auf einem 20-Euro-Schein detaillierte Sicherheitsmerkmale im nahen Infrarotbereich, darunter das Gesicht der mythologischen Figur Europa und weitere Muster. Den Forschern gelang es zudem, Strukturen unter der Oberfläche biologischer Proben sichtbar zu machen, was das Potenzial für zukünftige biomedizinische Anwendungen verdeutlicht, etwa für die fortschrittliche Überwachung des Heilungsprozesses nach Organtransplantationen.

„Unsere Technologie eröffnet einen neuen Weg hin zur energieautarken Nahinfrarotbildgebung, selbst bei sehr geringer Lichtintensität. Sie könnte zukünftige Überwachungssysteme kostengünstiger und einfacher einsetzbar machen, beispielsweise in der Landwirtschaft, in Wäldern oder für abgelegene Infrastruktur“, sagt der an der Studie beteiligte Professor Koen Vandewal. [U Hasselt / dre]