كما نعلم جميعا، فإن العين البشرية هي نظام التصوير متطورة للغاية. قزحية العين (التلميذ هو جزء محيطي غامق) يمكن تلقائيا تعديلها وفقا لشدة الضوء من حجم التلميذ، إذا كان هناك ضوء قوي جدا، والسبب القزحية تلميذ الانكماش، بينما هناك ضوء خافت، حتى أن التلميذ القزحية يتم تكبير في المقابل، وبالتالي الحفاظ على كبير كمية مستقرة نسبيا من انتقال الضوء.

العديد من الحيوانات مثل القطط المنزلية والكلاب في الطبيعة، وأيضا تكوين مماثل. في وقت مبكر قبل ألف سنة، وسونغ شين كو "منغ شي بي تان" في مرة واحدة يصور بوضوح التغييرات في عين القط: "عين القطة وقت مبكر من المساء جولة في العيون، في ضيق على نحو متزايد، ظهر السطر مثل الأذن".

 تطبيق مخطط شو القزحية هيكل في مجال التصوير الفوتوغرافي والبيولوجية: العين البشرية، عين القط، وكاميرا SLR عدسة

بالمقارنة مع طبيعة مماثلة للقزحية لذلك، والبناء المدمجة لجعل الاستجابة التلقائية للضوء، والآن الناس خلق الاصطناعي هيكل القزحية يصبح نوعا ما الشاحبين. على سبيل المثال، سلسلة من SLR تعتمد على وسائل محرك خارجي يتألف من محرك كهربائي وغيرها، لضبط حجم الفتحة.

وبالإضافة إلى ذلك، لتوفير المدخلات إشارة إلى السائق، فإن المهندسين لديها لإضافة سلسلة جديدة من التدابير شدة الدائرة الخارجية. مجمع هيكل الميكانيكية بالإضافة إلى دائرة القياس إضافية، هي واحدة من أسعار كاميرا SLR العوامل والجسم الثقيل.

لذلك، يمكن أن نقوم بتصميم جهاز القزحية الكترونية إضافي بدون محرك الميكانيكية إضافية ودائرة القياس، وفقا لشدة الضوء يمكن ضبط تلقائيا كمية الضوء المار ذلك؟

FIG شو قزحية العين باستخدام المطاط الصناعي السائل الكترونية المنتجة

في إطار الجهود المبذولة من الباحثين في فنلندا، جامعة تامبيري للتكنولوجيا، وقد حلت هذه المشكلة في نهاية المطاف. واستخدم الفريق البحثي المطاط الصناعي الكريستال السائل، وضعت جهاز الاولى "حقيقية" القزحية الكترونية في العالم: فرضية بدون أي مصدر خارجي للطاقة المعنية، يمكن أن يكون هذا الجهاز تعتمد فقط على شدة الضوء الحادث ضبط بنشاط كمية الضوء.

حتى غير أكثر الجميلة التي يمكن أن يكون هذا الجهاز تقليد تماما للعين البشرية، عند إغلاق ضوء قوي تماما، في حين أنه في حالة عدم وجود أشعة الضوء، ومفتوح تماما. هذه كامل من الدراسة مثيرة للاهتمام ومثيرة نشرت مؤخرا في مجلة "المواد المتقدمة" (المواد المتقدمة).

الشكل شو القزحية الكترونية من اثني عشر صمام

القزحية الكترونية تركز على المواد المبتكرة - مرتبة يميل من المطاط الصناعي البلورية السائلة (الكريستال السائل المطاط الصناعي) تكوينها، ويمكن تغيير شكل وفقا لتغير درجات الحرارة.

ايريس الكترونية جديدة قطرها حوالي 14 ملم ، ومن المركز، وعلى طول اتجاه شعاعي من قاعدة دائرية كاملة تنقسم بشكل موحد في 12 أجزاء، هو مثل كعكة الى اثني عشر أجزاء صغيرة.

منذ الكريستال السائل تنتمي إلى المواد متباين الخواص، بمعنى أنه قد لا يحمل خصائص موحدة في جميع الاتجاهات. على سبيل المثال، معاملات مختلفة من التمدد الحراري، وذلك بسبب التغيرات في درجات الحرارة قد تسبب تغيرات في شكل ورقة الكريستال السائل.

عندما لا يكون هناك ضوء الحادث، ودرجة الحرارة الكريستال السائل هي منخفضة، وذلك للحفاظ على شكل حليقة. ومع ذلك، بعد الضوء الساقط بسبب تفاعل كيميائي الصبغة نفسها، وزادت درجة الحرارة، والتعافي من الكريستال السائل على شكل مستو على التحكم النشط بمهارة من الضوء من خلال شكل ورقة الكريستال السائل.

FIG ثم يرسم الفيلم على نحو متقطع مع التخطيطي التجريبي في FIG. في حالة الضوء القوي، يتم إغلاق فيلم الكريستال السائل تماما، وفي حالة عدم وجود أشعة الضوء، وفتح الفيلم الكريستال السائل بشكل كامل.

 FIG شو الدولة المفتوحة والمغلقة من ورقة الكريستال السائل وخريطة المادية التخطيطي

هذا هو الحادث الأول شدة الضوء يمكن أن تتغير وفقا لعفويا ضبط حجم الفتحة وكمية الضوء المار العالم القزحية وسائل اصطناعية الكترونية. زعيم بريما الدراسة وأستاذ (Priimgi) يقول " هذه المواد تحت إضاءة الظروف، يمكن أن تتغير بشكل مستقل الشكل. هذه القدرة على ضبط النفس جديدة لجعل لنا متحمس ".

 القزحية اصطناعية الشكل شو

ومن المعروف جيدا لعلاج أمراض العيون لا يمكن تغيير اصطناعية التقليدية القزحية في حجم بؤبؤ العين - في جوهرها، مقارنة مماثلة من العدسات اللاصقة مثل هذه والقزحية. بعد التلميذ المريض على التكيف مع الضوء القوي خلال النهار، ويرجع ذلك إلى اصطناعية القزحية في حجم بؤبؤ العين لا يمكن تعديلها تلقائيا وفقا للضوء، وذلك في الليل أو بيئات أكثر الخافتة، تقريبا لا يمكن رؤية أي شيء.

وتطرق إلى القصد الأصلي من الدراسة، عندما قال بريما والأستاذ أيضا أن الإلهام الأولي من زملائه كا زيما لعق (كازماريك). الدكتور كازي ما لعق هو متخصص في العيون، وقال انه كان من المتوقع تماما، القزحية الكترونية وسيلة لديها القدرة التنظيم الذاتي للقزحية يمكن استخدامها لمرض علاج.

لذلك، وضعت بريما وأستاذ ومن المتوقع أن يحضر الإنجيل إلى المرضى الذين يعانون من أمراض العيون هذه القزحية اصطناعية الكترونية. ومع ذلك، وقال انه يعترف أيضا، جهاز تطويرها حاليا ليست كافية دقيقة عن افتتاح السيطرة وإغلاق، ويمكن أن تستجيب فقط لضوء قوي جدا، لذلك النتائج التي توصلوا إليها لا يمكن زرعها مباشرة في علاج العين البشرية.

"هذه ليست سوى الخطوة الأولى في المسيرة الطويلة، وربما في المستقبل القريب، ونحن سوف تكون قادرة على أن تكون قادرة على تحقيق هذه الأهداف إلى واقع".

 الشكل شو الكاميرا الفتحة

ومع ذلك، لهواة التصوير، أعظم أهمية من هذه الدراسة هو إظهار سيناريوهات المستقبل ربما قليلا : بناء على قزحية التلقائي السائل حساس يبدو من شبه المؤكد - لا المحركات الدافعة الدائرة الخارجية ليست ضرورية لتوفير الضوئية الخفيفة إشارة كثافة، وهذه مزايا فريدة اثنين تصبح أكثر من ذلك في المستقبل الكاميرا المحمولة في نفس الوقت، أيضا تقليل تكاليف التصنيع، والشعور.

وعلاوة على ذلك، فإن كمية الضوء التي تدخل تعديل مؤتمتة بالكامل قد يعني أيضا أن التصوير أكثر بيضاء تكون قادرة بسهولة أكبر عبر الفجوة التكنولوجية، لذلك أسرع وقت ممكن في صفوف مصور الرئيسي.

ولكن من الناحية العملية، من التطبيق العملي لهذه السيارات قزحية يبدو أن ندين الرياح قليلا. أكبر عقبة هي أنه، يتعافى من الكريستال السائل مجعد إلى دولة مغلقة يستغرق حوالي 1 ثانية والآن العديد الحصول على الفتحة التجارية، تنفيذ الإجراء نفسه فقط أجزاء قليلة من الثانية. وبالإضافة إلى ذلك، حتى في حالة مغلقة تماما، والمواد المستخدمة في هذه الدراسة لا تزال حوالي 10 من الضوء يمكن أن تمر من خلال.

ومع ذلك، فقد طور الباحثون جهاز جديد أن لديهم ثقة كاملة. وقالوا بكل ثقة أنه مع التحسين المستمر لمعايير عملية، هذه الصعوبات التقنية في نهاية المطاف سيتم التغلب عليها. هدفهم التالي هو القزحية اصطناعية الكترونية غير مرغوب فيه لاستخدامه كقاعدة الروبوت الصغير الاستشعار، وذلك أن هؤلاء الرجال قليل يستجيب وفقا لذلك لجعل المناطق المحيطة بها.

خريطة | مصيدة الذباب جهاز الكترونية

في الواقع، وهو سائق الكريستال السائل من microrobot المطاط الصناعي ليس الخيال. في الواقع، منذ فترة طويلة، وقد أعد بريما وفريق البحث بقيادة الأستاذ على أساس آليات مماثلة من جهاز مصيدة الذباب الصغير وحساسة للغاية باستخدام نفس المواد.

ويرتبط هذا إلى الألياف الضوئية من قبل القيادة سائل صائدة الذباب. عندما يطير الذباب، على الطاير كجزء من الضوء المنعكس إلى ورقة الكريستال السائل، مما تسبب في ورقة عازمة.

فينوس صائدة الذباب في الطبيعة لاستكمال نفس العملية تستغرق ما يقرب من 100 مللي ثانية ، في حين أن جهاز تجريبي بريما وأستاذ، الذي صمم حول تستغرق وقتا طويلا 200 مللي ثانية ، وهذا يمكن أن يكون كافيا الذكية للتنافس مع بنية الطبيعة. لدينا كل الأسباب لنتطلع إلى مثل المطاط الصناعي الكريستال السائل ذلك من تلقاء أنفسهم بإجراء ذكي المواد استجابة للبيئة الخارجية، وسوف تجلب المزيد من المفاجآت في حياة الناس.

قال الشاعر قو تشنغ أعطاني تلك الليلة العين السوداء، ولكن أنا استخدامها للبحث عن الضوء. الآن، لدينا ضوء فقط، ولكن أيضا يمكن السيطرة على آمال مشرقة في العثور على زوج من "عيون " .

مزيد من القراءة:

هذه المواد هو مدهش كيف اختراع؟

بعد هذه الدراسة وجد الباحثون أن الكريستال السائل المستخدمة في رد فعل البلمرة يحدث عند درجة حرارة البلمرة العليا (درجة حرارة البلمرة)، تبرد ببطء إلى درجة حرارة الغرفة في هذه العملية، وطائرات الكريستال السائل أن حرارة خلاف ذلك التوسع تحت التوتر الناجم عن الشباك يحدث من تلقاء أنفسهم، كما هو مبين في أعلاه FIG (أ).

FIG | رؤية التخطيطي للتعديل الكريستال السائل: (أ) البلمرة في درجة حرارة أعلى من درجة حرارة الغرفة بعد الطائرة وضوح الشمس من ورقة إلى درجة حرارة الغرفة، وحليقة من تلقاء أنفسهم. (B) تجعيد زاوية يختلف مع التخطيطي درجة حرارة بلمرة في حوالي 40 ورقة الكريستال السائل على التبريد إلى درجة حرارة الغرفة (حوالي 22 )، تجعيد يحقق زاوية قرب 360 درجة (المصدر: ... H تسنغ، وآخرون مطر المحامي .، 2017،1701814).

وبعد سلسلة من التجارب، وجد الباحثون أن تعديل درجة حرارة البلمرة من الكريستال السائل، والكريستال السائل في درجة حرارة الغرفة حتى حجم حليقة يمكن أن تصل حتى 360 درجة، وعرض (ب) هو تخطيطيا للعلاقة بين تجعيد زاوية تختلف مع درجة الحرارة. وهناك طريقة بسيطة والكريستال السائل عندما تكون درجة الحرارة منخفضة سيحدث الشباك، وسوف تستأنف بعد تم رفع درجة حرارة شكل مستو.

ومع ذلك، كان يونيو لتذكير DT، إلا أن الكريستال السائل في استجابة للتغيرات في درجة الحرارة، وعدم الاستجابة للتغيرات في الضوء.

 يظهر صيغة FIG أن الكريستال السائل طلاء شو تفريق الأحمر 1 (DR1) وغيرها من المواد

لذلك، لريال مدريد الآن استجابة لتغير في شدة الضوء بشكل عفوي هذا الهدف والباحثين على سطح الكريستال السائل وهي مغلفة بطبقة من صبغة أحمر خاص (تفريق الأحمر 1، DR1)، هذه الصبغة في المنطقة الخضراء إلى النطاق الطيفي الأزرق، وسلسلة من التفاعلات المعقدة الكيميائية (رابطة الدول المستقلة ودورة أيزومرات العابرة)، وإطلاق نار كبير جدا يحدث.