لنز نرم گرافنی چگونه کار میکند؟
پژوهشگران Queen Mary University of London نوعی لنز نرم و قابل تنظیم توسعه دادهاند که با استفاده از گرافن میتواند بهصورت الکترونیکی فوکوس خود را تغییر دهد، بدون آنکه به قطعات مکانیکی متحرک نیاز داشته باشد. این طرح پژوهشی به سرپرستی پروفسور James Busfield انجام شده و نتایج آن در مجله Advanced Functional Materials منتشر شده است.
در این فناوری، الکترودهای بسیار نازک و شفاف از گرافن اکسید کاهشیافته (Reduced Graphene Oxide) مستقیماً روی یک غشای نرم قرار گرفتهاند. با اعمال یک میدان الکتریکی کوچک، غشا تغییر شکل میدهد و همین تغییر، شکل لنز و فاصله کانونی آن را عوض میکند.
مزیت طراحی شفاف و فشردهعملکرد این سامانه از جهاتی به چشم انسان شباهت دارد؛ به این معنا که لنز بدون موتور یا چرخدنده میتواند برای مشاهده اجسام در فاصلههای مختلف، فوکوس خود را تنظیم کند. به گفته پژوهشگران، یکی از چالشهای اصلی لنزهای تطبیقی الکتریکی پیشین، کدر بودن الکترودها و نیاز به قرارگیری آنها در اطراف لنز بوده است؛ موضوعی که اندازه و پیچیدگی سامانه را افزایش میداد.
استفاده از گرافن شفاف این امکان را فراهم کرده است که الکترودها مستقیماً روی بخش متحرک لنز قرار گیرند و در نتیجه، طراحی کوچکتر و سادهتری ایجاد شود. پژوهشگران با تنظیم میزان گرافن روی غشای نرم، میان رسانایی الکتریکی و شفافیت نوری تعادل ایجاد کردهاند.
کاربردهای احتمالینمونه آزمایشگاهی این لنز توانسته در فاصلههای مختلف تغییر فوکوس دهد و در عین حال طراحی فشرده خود را حفظ کند. Giacomo Sasso، نویسنده اول این پژوهش، گفته است که این فناوری در آینده میتواند در دوربینهای خودفوکوس، نمایشگرهای پوشیدنی، هدستهای واقعیت مجازی و افزوده، تجهیزات تصویربرداری پزشکی کوچک و ابزارهای علمی به کار گرفته شود.
این فناوری همچنین نمونهای از همپوشانی مهندسی پزشکی، مواد پیشرفته و رباتیک نرم است. در این رویکرد، بهجای استفاده از موتور و چرخدنده، پلیمرهای فعال الکتریکی مانند ماهیچه مصنوعی در پاسخ به سیگنال الکتریکی تغییر شکل میدهند.
وضعیت توسعه با وجود اینکه این فناوری هنوز در مرحله پژوهشی قرار دارد و برای بهبود شفافیت و عملکرد الکترودهای گرافنی به تحقیقات بیشتری نیاز است، نتایج این مطالعه میتواند مسیر توسعه نسل جدیدی از لنزهای کوچک، کممصرف و بدون قطعات مکانیکی پیچیده را هموار کند.
این پژوهش نشان میدهد ترکیب گرافن، غشاهای نرم و تحریک الکتریکی میتواند راهی تازه برای ساخت لنزهای تطبیقی باز کند.
اهمیت اصلی این دستاورد در حذف قطعات مکانیکی، کاهش پیچیدگی و امکان کوچکسازی سامانه است؛ عواملی که برای کاربردهای پزشکی و ابزارهای پوشیدنی اهمیت زیادی دارند. با این حال، این فناوری هنوز به مرحله تجاری نرسیده و برای رسیدن به کاربرد عملی، به بهبود بیشتر در شفافیت، پایداری و عملکرد نیاز دارد.
منبع: پایگاه خبری تجهیزات پزشکی ایران (MEOI) — Queen Mary University of London / Advanced Functional Materials
