Een kunstmatige iris vervaardigd uit intelligent, lichtgestuurd polymeermateriaal kan op dezelfde manier reageren op invallend licht als het menselijk oog. De iris is ontwikkeld door de onderzoeksgroep Smart Photonic Materials van de TUT, en het is onlangs gepubliceerd in de Geavanceerde materialen logboek.

De iris in het menselijk oog is een weefsel dat de hoeveelheid licht regelt die in het oog komt door de grootte van de pupil te veranderen. Op deze manier, het netvlies krijgt altijd de juiste hoeveelheid licht, zorgen voor een kwalitatief hoogstaand vision event. Het beheersen van de hoeveelheid binnenkomend licht is net zo belangrijk voor beeldverwerkingstoepassingen, zoals camera's. Echter, deze toepassingen vereisen gecompliceerde besturingsschakelingen en lichtdetectieschema's om de hoeveelheid binnenkomend licht aan te passen en beelden van hoge kwaliteit te produceren. De onderzoeksgroep Smart Photonic Materials van de Tampere University of Technology (TUT) heeft voor dit probleem een ​​oplossing ontwikkeld:een kunstmatige iris die werkt als het menselijk oog.

"Een autonome iris die zijn vorm en de grootte van de opening onafhankelijk kan aanpassen aan de hoeveelheid binnenkomend licht, is een nieuwe innovatie op het gebied van lichtvervormbare materialen. " zegt hoofd van de onderzoeksgroep, Academie Onderzoeker, Universitair hoofddocent (tenure track) Arri Priimägi van TUT's Laboratory of Chemistry and Bioengineering.

De onderzoekers van de TUT ontwikkelden de iris in samenwerking met dr. Piotr Wasylczyk van de Universiteit van Warschau en dr. Radosław Kaczmarek van de Wrocław Medical University. De kunstmatige iris is gemaakt van lichtgevoelig vloeibaar kristal elastomeer. De vervaardiging ervan maakte gebruik van de zogenaamde foto-uitlijningstechnologie die ook wordt gebruikt in sommige hedendaagse displays van mobiele telefoons.

"De kunstmatige iris lijkt een beetje op een contactlens, en het centrum opent en sluit volgens de hoeveelheid licht die erop valt, ' zegt Priimagi.

Toepassingen in de oogheelkunde?

Volgens Priimagi, wat deze uitvinding belangrijk maakt, is het vermogen van het apparaat om autonoom te functioneren, vrij van stroombronnen of externe lichtdetectiesystemen.

"Dit onderzoek is geïnspireerd door Dr. Kaczmarek, die oogarts is en mogelijk gebruik voorziet van een zelfregulerend irisachtig apparaat bij de behandeling van irisdefecten. De weg naar praktische toepassingen is lang, maar ons volgende doel is om de iris ook in een waterige omgeving te laten functioneren. Een ander belangrijk doel is om de gevoeligheid van het apparaat te vergroten, zodat het reageert op kleinere veranderingen in de hoeveelheid binnenkomend licht. Deze ontwikkelingen zullen de volgende stappen zijn naar mogelijke biomedische toepassingen, ' zegt Priimagi.

Als hoofd van de onderzoeksgroep Priimägi spreekt zijn dank uit aan groepsleden Postdoctoraal Onderzoeker Hao Zeng en promovendus Owies Wani voor hun belangrijke bijdragen aan het succes van het onderzoek naar kunstmatige irissen. Het project zal naar verwachting ook een langdurige samenwerking starten met Dr. Wasylczyk op het gebied van zachte robotica en door licht geactiveerde materialen.

Eerder dit voorjaar de groep Smart Photonic Materials publiceerde een paper in de Natuurcommunicatie tijdschrift over een door licht aangedreven polymeergrijper, die qua functie lijkt op de Flytrap-plant van Venus, die onafhankelijk verschillende objecten kan herkennen en de gewenste ertussen kan selecteren. Het onderzoek opent nieuwe wegen in de ontwikkeling van zachte microrobots.