ПЛАСТМАССОВЫЙ ГЛАЗ ИМИТИРУЕТ ЗРЕНИЕ ОСЬМИНОГА

Линзу, аналогичную глазу осьминога, создали американские исследователи. Сфера состоит из сотен тысяч слоев пластика и способна произвести революцию в технологии производства камер, телескопов и очков.

Обычная стеклянная линза использует кривизну поверхности, чтобы сфокусировать входящий свет в центральной точке. Чем сильнее линза, тем больше должна быть кривизна поверхности и тем толще и тяжелее получается стекло. В природе глаза лишены этих проблем за счет использования материала, чья плотность изменяется определенным образом.

Свет преломляется, когда он проходит через два вещества с разной плотностью (с разным коэффициентом преломления), например, такие как воздух и вода. Чем больше разница в коэффициентах преломления, тем сильнее преломляется свет. Так пластина, имеющая бо’льший показатель преломления по сравнению с её краями, может фокусировать свет подобно хрусталику глаза.

Многие биологические линзы состоят из сотен тысяч нанослоев, каждый из которых имеет небольшое различие в коэффициенте преломления. Слои формируют плавный градиент плотности, который помогает фокусировать свет.

В человеческом глазе такая линза состоит из 22000 слоев. Но для животных, живущих в воде, которая имеет более высокий коэффициент преломления, чем воздух, нужны более сильные линзы, чем для человеческого глаза.

Эрик Бир из Западного Резервного Университета в Кливленде с группой исследователей из Военно-Морской Исследовательской Лаборатории в Вашингтоне создали линзу, имитирующую возможности глаза осьминога, с помощью синтетического хрусталика

Они сделали пластмассовые пленки толщиной 50 микрометров, состоящие из примерно 6000 нанослоев двух различных полимеров – полиметилметакрилата и полистиролакрилонитрила. Эти полимеры имеют различные коэффициенты преломления, поэтому, варьируя число нанослоев полимера в каждой пленке, ученым удалось получить 100 пленок, каждая из которых имела коэффициент преломления, отличающийся от следующего на 1%.

Когда пленки сложили вместе и сформировали сферу - получился глаз, возможности фокусирования которого были такие же, как у глаза осьминога. Так как в настоящее время техника достаточно развита, Бир считает, что можно создавать значительно более мощные линзы. “Возможно получить практически любой коэффициент преломления”, говорит он.

Эта работа была представлена на прошлой неделе на встрече членов Общества по Исследованию материалов в Бостоне (шт. Массачусетс).

Существуют различные практические преимущества применения таких линз.

Стеклянные линзы аналогичной силы весили бы почти в четыре раза больше. Полимерная линза более гибкая: фокусировка может быть достигнута просто путем изменения нескольких нанослоев.

В конечном итоге исследователи планируют использовать более мягкий пластик, который легко будет изменять фокус хрусталика за счет обычного сжатия последнего. “Вы сможете изменять коэффициент преломления быстро, легко и использовать при этом дешевые материалы”, - отметил эксперт по биоимитации, Мехмет Сарикая, из Вашингтонского Университете в Сиэтле.

Будущее за облегченными линзами, которые могут быть фокусированы дистанционно. Их можно будет применять на воздушных аппаратах, работающих без ручного управления, и для наведения ракет.

Но эта технология главным образом должна служить на пользу зрению человека. Бир уже использовал разработанные нанослои в собственных очках. Они соответствуют рецепту, будучи абсолютно плоскими.

Дата публикации: 24 декабря 2004
Источник: SciTecLibrary.ru