science >> Wetenschap >  >> Fysica

Muggenoog inspireert kunstmatige samengestelde lens

Onderzoekers hebben samengestelde lenzen ontwikkeld die zijn geïnspireerd op het muggenoog. Krediet:American Chemical Society

Iedereen die heeft geprobeerd een vervelende mug te meppen, weet hoe snel de insecten een hand of vliegenmepper kunnen ontwijken. De samengestelde ogen van het ongedierte, die een breed gezichtsveld bieden, zijn grotendeels verantwoordelijk voor deze razendsnelle acties. Nutsvoorzieningen, onderzoekers rapporteren in ACS toegepaste materialen en interfaces hebben samengestelde lenzen ontwikkeld die zijn geïnspireerd op het muggenoog en die ooit toepassingen zouden kunnen vinden in autonome voertuigen, robots of medische apparaten.

Samengestelde ogen, gevonden in de meeste geleedpotigen, bestaan ​​uit vele microscopische lenzen die op een gebogen reeks zijn gerangschikt. Elke kleine lens legt een individueel beeld vast, en het brein van de mug integreert alle beelden om perifeer zicht te bereiken zonder hoofd- of oogbeweging. De eenvoud en multifunctionaliteit van samengestelde ogen maken ze goede kandidaten voor geminiaturiseerde zichtsystemen, die door drones of robots kunnen worden gebruikt om snel hun omgeving in beeld te brengen. Joelle Frechette en collega's wilden een vloeibaar productieproces ontwikkelen om samengestelde lenzen te maken met de meeste kenmerken van het muggenoog.

Om elke microlens te maken, de onderzoekers gebruikten een capillair microfluïdisch apparaat om oliedruppels te produceren omringd door nanodeeltjes van silica. Vervolgens, ze organiseerden veel van deze microlenzen in een dicht opeengepakte reeks rond een grotere oliedruppel. Ze polymeriseerden de structuur met ultraviolet licht om een ​​samengestelde lens op te leveren met een kijkhoek van 149 graden, vergelijkbaar met dat van het muggenoog. De silica-nanodeeltjes die elke microlens bedekten, hadden anticondenseigenschappen, doet denken aan nanostructuren op muggenogen die de insectenorganen laten functioneren in vochtige omgevingen. De onderzoekers konden bewegen, de vloeistoflenzen vervormen en verplaatsen, waardoor ze arrays van samengestelde lenzen kunnen maken met nog grotere kijkmogelijkheden.