Inimsilma ehitus insipreeris uue läätsetehnoloogia arengut
Loodusest inspireeritud tuhandetest polümeer-nanokiledest pressitud lääts võimaldab tulevikus valmistada praegusest paremaid implantaatläätsesid, paremaid laiatarbeoptika-seadmeid ning maa- ja õhuvaatlussüsteeme, vahendab fyysika.ee.
Pildi mõlemal poolel (a ja d) on näha asfäärilist eesmist ja tagumist GRIN läätse ning nende pinnakumeruse graafikut.
Uue tehnoloogia märksõnaks on GRIN ehk Gradient Refractive Index Optics. GRIN tehnoloogia lääts murrab valgust mitmes eri polümeeri kihis. Tavalises homogeensest materjalist läätses, mida leidub näiteks teleskoopides ning mikroskoopides, murdub valgus sõltuvalt pinna kujust ning läätse ristlõike ulatuses konstantsest murdumisnäitajast kaks korda – läätsesse sisenemisel ning sellest väljumisel.
„Inimsilm on GRIN läätse analoog. Valguskiir murdub silma läätse läbides mitmeid kordi. Tegemist on printsiibilt efektiivse ning ehituselt lihtsa valguse trajektoori juhtimise süsteemiga, mida oleme üritanud oma töös matkida,“ kommenteeris Michael Pointing, kes on Ameerika Ohio osariigis algatatud projekti PolymerPlus teadlane ning resident.
Esimesed sammud uue läätsetehnoloogia arengus astuti teistes laborites, kus valmistati küll eakate raviks mõeldud lääts, ent ei arendatud tehnoloogiat, mis oleks jäljendanud inimsilma läätse murdumisnäitaja ajalist arengut.
Pointingu töörühma uudse lähenemise iduks oli võtta eeskuju loodusest ning valmistada lääts tuhandetest erinevate optiliste omadustega lamineeritud polümeer-nanokiledest. Nii valmistatud läätse murdumisnäitaja muutub läätse läbilõikes makroskoopilises lähenduses sujuvalt.
„Kombineerides bioloogilise evolutsiooni käigus arenenud materjaliarhitektuuri, näiteks klinkerplangutust meenutava liblikatiiva pinna, inimkõõluse ja inimsilma ehituse kaasaja plasttehnoloogiaga tekib võimalus valmistada paremate füüsikaliste omadustega tarbijatooteid, muuhulgas isepuhastuvaid pindasid ja heade peegeldumisomadustega optilisi süsteeme,“ seletas Ponting.
Polümeerlaminaadi valmistamiseks kasutas töörühm tööstuses levinud kilede lamineerimise koekstrusioontehnoloogiat (coextursion). Meetod võimaldab polümeerikihte lamineerida nii, et erinevate vahekihtide optilised omadused säiluvad. Valmislaminaat vormitakse seejärel soovitavasse kujusse. Vahekihtide optiline puutumatus on läätse valmistamise juures ülioluline. Teiste tootmisportsessidega see praegu võimalik ei ole.
GRIN optika võib ilmselt kasutuse leida meditsiinilises mikro-optikas või implantaatläätsedes. „Tehisläätse valmistamine on biomeditsiiniliste rakenduste arendamise esimene samm, mis võiks päädida bioühilduva ning elastse materjaliga, millest saaks valmistada näiteks paremaid implantaatläätsi,“ valgustas Ponting teadustööd.
Praegu kaeravis kasutatavate intraokulaarsete asendusläätsede põlvkond kasutab paljuski sarnaselt prillidele või kontaktläätsedele valguse murdmiseks läätse pinnakuju. Intraokulaarsed läätsed ei ole aga pärisläätsedega samaväärsed, sest neis puudub funktsioon järkjärguliseks valguse murdmiseks. Need läätsed võivad põhjustada aberatsioonihäireid ning teisi soovimatuid optilisi efekte.
GRIN tehnoloogia üks suuri eeliseid on lihtsus – mida vähem osiseid, seda suurem töökindlus.
Allikas: Phys.org
