Algeinspirerede polymerer lyser vejen for forbedret nattesyn

I en undersøgelse, der for nylig blev offentliggjort i ACS Applied Polymer Materials, forskere fra University of Tsukuba syntetiserede en infrarød transmitterende polymer-baseret på billige, bredt tilgængelige materialer - der bevarer sin form efter strækning. Egenskaberne for denne polymer er meget anvendelige til fremstilling af billigere nattesynslinser, der bevarer fokus under billeddannelse på variable afstande.

Kameraer, der fungerer i mørket, er almindelige på mange områder, herunder militæret, sikkerhed, brandslukning, og sporing af dyreliv. Imidlertid, infrarøde nattesyn er typisk dyre, og kamerabillederne har en tendens til at fremstå flade. Følgelig, der er behov for linser baseret på almindeligt tilgængelige, billige materialer, der er nyttige til mere realistisk vision i tre dimensioner.

Forskernes polymer er baseret på svovl og forbindelser afledt af alger og planter. Polymeren er let at forberede ved hjælp af en kemisk proces kaldet omvendt vulkanisering:Bland blot bestanddelene sammen og rør under opvarmning. Som et første skridt, forskerne designede en polymer, der er elastisk - det vil sige, vender tilbage til sin oprindelige form - efter at have været gentaget med 20%gentagne gange.

"Omvendt vulkanisering er en ideel syntetisk tilgang til vores polymerer, "forklarer hovedforfatter professor Junpei Kuwabara." Squalene og andre lange umættede carbonhydrider hjælper med at optimere tværbindingsstrukturen og give polymererne en ønskelig elasticitet. "

Næste, forskerne havde brug for at afgøre, om linser konstrueret af deres polymerer er i det mindste delvist gennemsigtige for infrarødt lys, til billeddannelse om natten. Objektivkonstruktionen var let:Hæld simpelthen polymeren i en linseformet silikoneform og varm i et par timer. Selv en 3,3 millimeter tyk linse transmitterede 10% af indgående infrarødt lys.

"Linserne har to bølgelængdeområder, der er infrarøde, "siger seniorforfatter professor Takaki Kanbara." Ingen linse er helt gennemsigtig; 10% transmission er en fremragende værdi for disse materialer. "

Desuden, forskerne bekræftede, at polymeren har egenskaber med variabel fokus. Ved at projicere et billede gennem linsen, og overvågning af det resulterende billede, der kom igennem, mens linsen forlænges, meget af det transmitterede billede forblev i fokus.

"Objektivet beholdt 54% af fokusvariationen, som er tilstrækkelig til praktisk anvendelse, "forklarer Dr. Takashi Fukuda, seniorforsker, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST). "Objektivet bevarede også sit fulde indledende fokus efter at have trukket sig tilbage til sin oprindelige form."

Fremstilling af konventionelle infrarøde nattesynslinser, på en måde, der giver brugerne mulighed for nemt at ændre fokus fra en position til en anden, er typisk svært. Uden en variabel fokuseringsevne, oplysninger, der er relevante for kriminelle eller forskningsundersøgelser, for eksempel, kan gå tabt. Forskerne i denne undersøgelse overvinder de nuværende objektivdesignbegrænsninger ved at bruge billige, bæredygtige materialer, og fremstillingsprocedurer, som enhver forsker kan udføre i deres laboratorium. Udvikling af nye materialer på dette område kan komme en række sektorer til gode, herunder beredskabspersonale og miljøforskere.