این لنز مرکب همانند چشم حشرات کار می‌کند
به گزارش خبرگزاری آنا به نقل ازFuturity، حشرات دارای چشم مرکب هستند و برخی از موجودات دریایی نیز از شگفتی‌های تکامل هستند. هزاران عدسی با یکدیگر کار می‌کنند تا اطلاعات پیچیده‌ای را بدون نیاز به مغزی پیشرفته ارائه دهند.
در حالی که لنزهای ساخت دست انسان تنها می‌تواند به طور تقریبی این ساختار خودمونتاژ را به وجود بیاورد که این امر نیز نیاز به تکنیک‌های دقیق و پرزحمت ساخت دارد.
مهندسان و فیزیکدانان دانشگاه پنسیلوانیا دور هم جمع شدند تا نشان بدهند که چگونه کریستال مایع می‌تواند به ساخت عدسی‌های مرکب موجود در طبیعت کمک کند. دانشمندان با استفاده از هندسه که در آن این کریستال‌های مایع مایل هستند خود را مرتب کنند، قادر به رشد لنزهای مرکب با اندازه قابل کنترل شدند.
این لنزها تصاویری با فاصله‌های کانونی متفاوت را تولید می‌کند. این ویژگی می‌تواند برای تصویربرداری‌های سه‌بعدی استفاده شود. همچنین این لنزها حساس به قطبش نور هستند که تصور می‌شود یکی از ویژگی‌هایی است که به زنبور عسل در مسیریابی محیط کمک می‌کند.
گلبرگ گل‌ها
تحقیقات قبلی نشان داده است که کریستال‌های بلوربرگی (وابسته به بلوری که مولکول‌های آن به صورت لایه‌لایه هستند) وقتی که در اطراف مهره مرکزی سیلیکا قرار می‌گیرد به طور طبیعی تصاویر را در ساختاری گل‌مانند مونتاژ می‌کند.
هر یک از گلبرگ‌های این گل دارای یک زمینه کانونی مخروطی است، ساختاری که دانشمندان معتقدند می‌تواند به عنوان لنز ساده مورد استفاده قرار گیرد.
محمد امین غربی، دانشجوی دکتری و یکی از سرپرستان این پژوهش در این‌باره می‌گوید: «با توجه به شباهت ظاهری کریستال مایع گل و عدسی‌های مرکب ما درباره مشخصه‌های بصری آن کنجکاو بودیم».
همکار وی در این پژوهش، فرانسسکا سرا، اضافه می‌کند: «سوال اول ما این بود که این چه نوع عدسی است؟ آیا به عنوان یک میکروعدسی به طور منفرد کار می‌کند یا به صورت یک عدسی بزرگ عمل می‌کند؟ هر دو نوع لنز در طبیعت موجود است».
محققان برای ساخت این لنزها از لیتوگرافی استفاده کردند تا برگه‌ای از میکروپیلارها را رسم کنند. سپس کریستال مایع را روی برگه پخش کردند. در دمای اتاق کریستال مایع تا بالای لبه پیلارها رسید و انرژی کشسانی را انتقال داد که باعث ایجاد زمینه کانونی مخروطی در دایره‌‌های هم‌مرکز اطراف پیلارها شد.
ساخت آسان این لنزهای کریستال مایع، آزمایش تست خواص آنها را نیز آسان کرد. دانشمندان با پیدا کردن عدسی‌های مرکب مناسب زیر میکروسکوپ یک تصویر را تست کردند و یک اسلاید شیشه‌ای را که با ماژیک حرف P را رویش نوشته شده بود بین عدسی و منبع نور میکروسکوپ قرار دادند.
محققان تا دیدن فرمی از این تصویر به بالا و پایین کردن عدسی میکروسکوپ ادامه دادند.
سرا می‌گوید: «اگر خود ترتیب قرارگیری به عنوان یک لنز مجزا کار کند، یک تصویر واقعی زیر نمونه ظاهر خواهد شد اما چون آنها به عنوان میکرولنز کار می‌کنند من چند P می‌بینم که هر یک در یک لنز قرار گرفته است».
چون اندازه حدود کانون مخروطی متفاوت است، بزرگترین‌‌ها نزدیک‌ترین به پیلارها هستند و سایز بقیه به صورت نزولی از آن نقطه به بعد کاهش می‌یابد. طول کانون برای هر حلقه از میکرولنزها متفاوت است. وقتی که دانشمندان عدسی میکروسکوپ به سمت بالا حرکت می‌دادند تصویر Pها از لایه‌های خارجی به سمت لایه‌های داخلی به صورت سلسله‌وار به سمت کانون پیش می‌رفتند.
شو یانگ، پروفسور بخش علوم مواد و مهندسی شیمی و مهندسی بیومولکولی، در این‌باره می‌گوید: «تمرکز روی صفحات مختلف اجازه بازسازی تصاویر سه‌بعدی را می‌دهد. شما می‌توانید از این اطلاعات استفاده کنید تا بفهمید می‌توانید از چه فاصله‌ای اشیا را ببینید».
مترجم: هانا حیدری
انتهای پیام/