science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Kunstmatige insectenogen

Nanostructuren op een kunstmatig insectenoog lijken op een shag-tapijt wanneer ze worden bekeken met een krachtige microscoop. Krediet:American Chemical Society

Enkele lens ogen, zoals die bij mensen en vele andere dieren, scherpe beelden kan maken, maar de samengestelde ogen van insecten en schaaldieren hebben een voorsprong als het gaat om perifeer zicht, lichtgevoeligheid en bewegingsdetectie. Daarom ontwikkelen wetenschappers kunstmatige samengestelde ogen om autonome voertuigen en robots zicht te geven. onder andere toepassingen. Nutsvoorzieningen, een rapport in ACS Nano beschrijft de bereiding van bio-geïnspireerde kunstmatige samengestelde ogen met behulp van een eenvoudige, goedkope benadering.

Samengestelde ogen bestaan ​​uit kleine onafhankelijke zich herhalende visuele receptoren, genaamd ommatidia, elk bestaande uit een lens, hoornvlies en fotoreceptorcellen. Sommige insecten hebben duizenden eenheden per oog; wezens met meer ommatidia hebben een verhoogde visuele resolutie. Pogingen om kunstmatige samengestelde ogen in het laboratorium te maken, worden vaak beperkt door kosten, zijn meestal groot en bevatten soms slechts een fractie van de ommatidia en nanostructuren die typisch zijn voor natuurlijke samengestelde ogen. Sommige groepen gebruiken lasers en nanotechnologie om massaal kunstmatige insectenogen te genereren, maar de structuren hebben de neiging om uniformiteit te missen en zijn vaak vervormd, wat het zicht belemmert. Om kunstmatige insectenogen te maken met verbeterde visuele eigenschappen, Wenjun Wang en collega's ontwikkelden een nieuwe strategie met verbeterde structurele homogeniteit.

Als eerste stap, de onderzoekers schoten een laser door een dubbele laag acrylglas, focussen op de onderste laag. De laser deed de onderste laag opzwellen, het creëren van een convexe koepelvorm. De onderzoekers creëerden een reeks van deze kleine lenzen die zelf langs een gebogen structuur konden worden gebogen om het kunstmatige oog te creëren. Vervolgens, via verschillende stappen, de onderzoekers kweekten nanostructuren bovenop de bolle glazen koepels die, dichtbij, lijken op een hoogpolig tapijt. De nanostructuren gaven de microlenzen de gewenste antireflecterende en waterafstotende eigenschappen.