Utilizan fluido eléctricamente sensible para crear una lente líquida de enfoque variable

Científicos de materiales en China han utilizado un nuevo fluido eléctricamente sensible para crear una lente líquida adaptativa.

La lente tiene una forma convexa que cambia su curvatura cuando se aplica un voltaje, cambiando la distancia focal de la lente.

Los investigadores dicen que esto le da a la lente una funcionalidad similar a la de un ojo que podría usarse para crear lentes ultrafinos que pueden ajustar rápidamente su punto focal.

El ojo humano cambia su distancia focal cambiando la forma de la lente.

La contracción y relajación de los músculos ciliares dobla y cambia la curvatura del cristalino.

Esto le permite cambiar rápidamente de enfocarse en algo cercano, como su teléfono, a algo mucho más lejano, como alguien que se acerca desde la distancia.

Inspirándose en esta funcionalidad, los investigadores de la Universidad Tecnológica de Hefei utilizaron un nuevo líquido eléctricamente sensible, llamado adipato de dibutilo, para crear una lente líquida que puede adaptarse y cambiar su forma de manera similar.

El adipato de dibutilo tiene una estructura molecular electronegativa, lo que significa que tiene tendencia a atraer electrones.

Esto quiere decir que si se coloca en un circuito eléctrico viajará con los electrones hacia el ánodo y se acumulará en su superficie.

También es transparente, lo que lo hace ideal para usar en una lente líquida.

Para crear la lente, Miao Xu y sus colegas llenaron un electrodo anular con adipato de dibutilo.

El interior del electrodo estaba recubierto con una capa repelente al agua que empujaba el fluido lejos de la superficie exterior para formar una forma convexa o de cúpula.

Cuando los investigadores aplicaron una corriente continua al líquido de adipato de dibutilo, se movió con la carga hacia la superficie exterior, el ánodo, lo que provocó que la cúpula cayera y su forma y curvatura cambiaran.

La forma de la superficie convexa depende del voltaje aplicado, y cuando se elimina el campo eléctrico, el fluido de adipato de dibutilo vuelve a su estado y forma originales.

Los investigadores descubrieron que cuando aumentaban el voltaje de 0 a 100 V, la distancia focal de la lente cambiaba de 7,5 a 13,1 mm.

El análisis mostró que la resolución de la lente líquida adaptativa puede alcanzar casi 29 líneas/mm, que es más alta que la del ojo humano.

Este rendimiento se mantuvo estable a temperaturas que iban desde la temperatura ambiente hasta los 100 °C y la lente transmitía alrededor del 95 % de la luz visible en longitudes de onda entre 390 y 780 nm.

Según los investigadores, su estructura simple y sus excelentes propiedades de imagen hacen que el adipato de dibutilo sea un candidato prometedor para fabricar nuevos lentes líquidos adaptables.

Como estos lentes serían livianos y compactos, podrían resultar ideales para cámaras de teléfonos móviles, endoscopios y aplicaciones de visión artificial.

“Desarrollamos una lente líquida adaptativa similar a un ojo que se puede usar para divergir o hacer converger la luz cambiando la forma del líquido de adipato de dibutilo”, dice Xu.

“Este tipo de lente líquida adaptativa algún día podría reemplazar los sistemas de lentes sólidas convencionales.

Esto habilitaría una cámara de teléfono móvil que puede cambiar rápidamente la distancia focal sin dejar de ser tan delgada como el propio teléfono”.

Los investigadores ahora están trabajando para mejorar el rendimiento de las lentes.

Actualmente, la velocidad de respuesta es un poco lenta y también están investigando formas de reducir el voltaje necesario para ajustar la distancia focal de la lente líquida.

Fuente: Optica