Вчені створили «живу» лінзу з електричним фокусуванням — допоміг графен

Інженери Лондонського університету королеви Марії (Queen Mary University of London) розробили компактну м'яку лінзу, здатну змінювати фокусну відстань під дією електричного поля без електродвигунів та будь-якої механіки. Основою конструкції стали прозорі розтягувані електроди з графену на еластичній підкладці. Така оптика подібна до живого ока, що може призвести до прориву в носимій електроніці.

Джерело зображень: Queen Mary University of London

Сучасна оптика з автофокусом у камерах досить складна і громіздка. Запропоноване вченими рішення дозволяє розмістити електричний привід з прозорого відновленого оксиду графену (rGO) на одній оптичній осі з лінзою. Це робить систему автофокуса інтегрованою безпосередньо в лінзу — компактніше таку конструкцію важко і навіть неможливо уявити.

В основі пристрою лежить діелектричний еластомерний актуатор (DEA) — попередньо розтягнута тонка полімерна мембрана, зажата між електродами, здатними деформуватися під впливом електричного поля. При подачі напруги електростатичні сили стискають мембрану таким чином, що змінюють її кривизну і, відповідно, фокусування.

Електроди виготовляються шляхом розпилення rGO безпосередньо на поверхню еластомера. Товщина їхнього шару варіюється від 50 до 80 нм. При збільшенні кількості матеріалу поверхневе опір знижувалося в десятки разів, однак одночасно падала прозорість лінзи на довжині хвилі 550 нм (приблизно з 42 до 17 %). Тобто розробникам довелося шукати компроміс між електропровідністю, здатністю лінзи розтягуватися та її прозорістю.

Для прототипу приводу обрали щільність електрода, при якій він пропускав приблизно 32 % світла і забезпечував зміну площі мембрани приблизно на 10 % при напруженості електричного поля 50 В/мкм. Коли до приводу додали еластичну лінзу, він зміг змінити її фокусну відстань з 30,1 до 36 мм.

Поки розробка залишається лабораторним прототипом, причому дослідникам ще належить підвищити прозорість електродів. Однак відсутність моторів і механіки потенційно дозволяє створювати більш тонкі, легкі та безшумні системи автофокусування для камер, окулярів і AR/VR-дисплеїв, мініатюрних медичних приладів та наукової оптики.

Хочеш дізнатися більше — читай відгуки