Исследовательская группа из Йенского университета разработала небольшую оптическую линзу размером всего несколько миллиметров. В тестах она показывает «разумное» поведение, меняясь в присутствии газа. Эффект обеспечивается гибридным стеклянным материалом, из которого она изготовлена. Об этом пишет Phys.org.
Молекулярная структура линзы представляет собой трехмерную решетку с полостями. В них могут размещаться молекулы газа, тем самым влияя на оптические свойства материала.
«При поддержке Фонда Карла Цейса мы разрабатываем так называемые мультиреагирующие материалы», — объясняет Лотар Вондрачек, профессор химии стекла в Йенском университете. — В случае с гибридной стеклянной линзой это означает, что она преломляет свет более или менее сильно в зависимости от того, поглощается ли газ материалом линзы». Задача ученых заключалась в том, чтобы перенести классические методы формования стекла на эти специальные материалы.
Металл-органические каркасы, которые использовали ученые, исследуются и разрабатываются в качестве материалов для хранения или разделения газов. Но большинство этих веществ разлагаются при нагревании, поэтому с ними очень трудно работать. Вместе с доктором Александром Кнебелем, младшим руководителем исследовательской группы кафедры химии стекла, йенским исследователям сначала пришлось разработать подходящий процесс синтеза материалов высокой степени чистоты. Затем они определили оптимальные условия, при которых материалу можно было придать нужную форму.
«Мы плавим материал, а после переносим его в форму, напечатанную на 3D-принтере, где он прессуется. Этот процесс позволяет нам выбрать практически любую желаемую форму, — говорит химик. — Мы сознательно выбрали форму линзы, потому что в линзе заметны даже мельчайшие примеси, поскольку они напрямую влияют на оптические свойства».
Новая технология принципиально позволяет создавать самые разнообразные формы и геометрии, выходя за рамки конкретного применения в качестве микролинз, объясняет Вондрачек. «Поскольку эти мультичувствительные материалы реагируют на несколько воздействий одновременно, их можно использовать, например, для логических схем. Это, в частности, означает, что для наблюдаемой реакции важны два условия. Если луч света попадает на линзу и газ одновременно поглощается материалом линзы, то свет преломляется определенным образом, обеспечивая комбинированную обратную связь».
Оптические компоненты, созданные учеными, могут быть использованы в сенсорной технике.
Ранее ученые разработали заряжающуюся от слез батарею.