In een recentelijk gepubliceerd onderzoek in ACS Applied Polymer Materials, onderzoekers van de Universiteit van Tsukuba synthetiseerden een infrarood-doorlatend polymeer - gebaseerd op goedkope, algemeen verkrijgbare materialen - die zijn vorm behoudt na het uitrekken. De eigenschappen van dit polymeer zijn zeer geschikt voor de vervaardiging van goedkopere nachtzichtlenzen die de focus behouden terwijl ze op variabele afstanden worden afgebeeld.

Camera's die in het donker functioneren, zijn in veel gebieden gebruikelijk, inclusief het leger, veiligheid, Brand blussen, en het volgen van wilde dieren. Echter, infrarood nachtzichtlenzen zijn meestal duur, en de camerabeelden hebben de neiging om plat te lijken. Bijgevolg, er is behoefte aan lenzen op basis van algemeen verkrijgbare, goedkope materialen die nuttig zijn voor een realistischer zicht in drie dimensies.

Het polymeer van de onderzoekers is gebaseerd op zwavel en verbindingen uit algen en planten. Het polymeer is gemakkelijk te bereiden met behulp van een chemisch proces dat inverse vulkanisatie wordt genoemd:meng eenvoudig de samenstellende verbindingen en roer tijdens het verwarmen. Als eerste stap, de onderzoekers ontwierpen een polymeer dat elastisch is - dat wil zeggen, keert terug naar zijn oorspronkelijke vorm - na herhaaldelijk opnieuw te zijn uitgerekt met 20%.

"Inverse vulkanisatie is een ideale synthetische benadering voor onze polymeren, " legt hoofdauteur professor Junpei Kuwabara uit. "Squaleen en andere lange onverzadigde koolwaterstoffen helpen de verknopingsstructuur te optimaliseren en geven de polymeren een gewenste elasticiteit."

Volgende, de onderzoekers moesten bepalen of lenzen die zijn gemaakt van hun polymeren op zijn minst gedeeltelijk transparant zijn voor infrarood licht, voor nachtelijke beeldvorming. De lensconstructie was eenvoudig:giet het polymeer gewoon in een lensvormige siliconenvorm en verwarm het een paar uur. Zelfs een 3,3 millimeter dikke lens liet 10% van het binnenkomende infrarood licht door.

"De lenzen hebben twee golflengtebereiken die infrarood-transparant zijn, " zegt senior auteur professor Takaki Kanbara. "Geen enkele lens is volledig transparant; 10% transmissie is een uitstekende waarde voor deze materialen."

Verder, de onderzoekers bevestigden dat het polymeer variabele focuseigenschappen heeft. Door een beeld door de lens te projecteren, en het bewaken van het resulterende beeld dat doorkwam terwijl de lens werd verlengd, een groot deel van het verzonden beeld bleef in focus.

"De lens behield 54% van de focusvariatie, wat voldoende is voor praktisch gebruik, " legt Dr. Takashi Fukuda uit, senior onderzoeker, Nationaal Instituut voor geavanceerde industriële wetenschap en technologie (AIST). "De lens behield ook zijn volledige initiële focus nadat hij terug was ingekrompen tot zijn oorspronkelijke vorm."

De fabricage van conventionele infrarood nachtzichtlenzen, op een manier waarmee gebruikers gemakkelijk de focus van de ene positie naar de andere kunnen veranderen, is doorgaans moeilijk. Zonder een mogelijkheid voor variabele focus, details die relevant zijn voor strafrechtelijke of onderzoeksonderzoeken, bijvoorbeeld, verloren kan gaan. De onderzoekers van deze studie overwinnen de huidige beperkingen van het lensontwerp door goedkope, duurzame materialen, en fabricageprocedures die elke onderzoeker in zijn laboratorium kan uitvoeren. De ontwikkeling van nieuwe materialen op dit gebied kan een aantal sectoren ten goede komen, waaronder hulpverleners en milieuonderzoekers.