Екип от Тюменския университет представи мащабно проучване на биомиметичната оптика

Учени от Тюменския държавен университет (ТюмГУ) представиха мащабно проучване на биомиметичната оптика – течни елементи, които ефективно имитират очните функции и могат да бъдат използвани в различни области на промишлеността и медицината за биохимичен и биометричен анализ. Изследването е публикувано в най-старото научно списание „PhilosophicalTransactionA“.

Оптичните системи, имитиращи функциите на окото, имат огромно значение и приложение в различни области, сред които роботиката и медицинското оборудване.

Наталия Иванова (на снимката), която е ръководител на Лабораторията по фотоника и микрофлуидика в Института „X-BIO” в ТюмГУ, обяснява, че в статията се прави преглед на последните постижения в развитието на оптичните системи, които имитират функциите както на човешките, така и на очите на бозайниците.

Авторите разглеждат подробно регулируемите оптични елементи на течна и еластомерна основа като поставят акцент върху задвижването. Анализират оптичните характеристики и начините им за интегриране в системата на изкуственото око.
В сравнение с традиционните технологии тази оптика има няколко предимства, категорични са изследователите. Отличната адаптация към постоянно променящите се условия и широкият спектър от функционални характеристики при миниатюрни размери са част от тях.

Екипът на лабораторията вече създаде уникални варифокални течни лещи въз основа на термо и концентрационно-капилярни ефекти, които са в състояние да променят фокусното разстояние и да се адаптират към променящите се външни условия.

За уникалната система, която подобрява качеството на изображението и скоростта на течните лещи, екипът съобщи през октомври 2019-а. Става дума за течна диафрагма, която позволява регулирането на количеството светлина, което преминава през нея в много по-голям диапазон до пълното припокриване на светлинния поток. Способността на оптичното устройства да събира светлина може да бъде настроена, а благодарение на системата то устоява и на замъгляването на изображението в реално време. При другите устройства това не е възможно, защото диафрагмите за течна оптика са изключително чувствителни към температурни колебания и механични натоварвания.

Диафрагмата се състои от глицерин и хексадекан, течности, които не могат да се смесят. Лазерното управление позволява да бъде проследено изместването на оптичния сигнал като компенсира различни смущения в средата и поддържа яснотата и стабилността на изображението.

Течните лещи фокусират неограничено, бързо и не се износват. Авторите смятат, че въвеждането на течни лещи ще доведе до намаляване на размера на оптичните системи. Това е от значение за медицината, лазерната диагностика, микробиологията.

Ръководителката на лабораторията Наталия Иванова е кандидат на физически и математическите науки с ранг на федерален изследовател. Работата й е насочена към оптическата микрофлуидика, лазерната диагностика, числовото моделиране.