展望眼科技术的未来赢家/尼尔曼/盖蒂人造虹膜可以对阳光打开和关闭,而没有任何其他外部控制 ,就像您眼中的阳光一样。这可以帮助改善相机,并最终修复受损的人眼或控制对周围环境反应的微小机器人 。
在人类和许多其他动物的眼中,学生是一个孔 ,可以让眼球内的光线照明。虹膜是眼睛的彩色部分,一个薄的圆圈,可控制瞳孔的大小 ,调节光线的光线。
在明亮的光线下,虹膜收缩以缩小学生的缩小,保护眼内的敏感视网膜 ,从而向大脑发送视觉信号 。在黑暗中,虹膜开放以使更多的光线亮相,以便您可以看到。相机中使用了相同的概念 ,它们的光圈打开或关闭以接收适量的光以创建图像。
这种人造孔通常需要外部传感器来告诉他们何时打开或关闭 。但是现在,芬兰坦佩雷技术大学的ArriPriimägi及其同事创造了一个自行开放和关闭的ArriPriimägi。
为了构建合成的虹膜,他们从二毫米的薄圆盘上开始,在该圆盘上穿过14毫米 ,在该圆盘上切开了12个径向花瓣,而没有到达边缘,就像切成薄片的披萨一样。该圆盘由聚合液晶弹性体制成 ,这是一种橡胶材料,响应热而改变形状 。
在黑暗中,每个花瓣弯曲并向外卷曲 ,中间留下一个圆形的瞳孔状孔。为了使虹膜像我们的眼睛那样对光线反应,而不是热,研究人员在其液体晶体混合物中添加了红色染料。当蓝色或绿光撞到染料时 ,它会加热,从而触发花瓣向下卷曲并关闭光圈 。
Priimägi说:“我们照亮了材料,它改变了其形状。”“这种自我调节在这项工作中是新的 ,这就是使我们对此感到兴奋的原因。 ”
该团队的动机是,现在用来治疗眼睛问题的人的人工虹膜不能改变学生的大小 - 它们本质上只是固定的隐形眼镜。一组瞳孔的大小通常很小,适合明亮的阳光,患者在黑暗中失去了很多视线 。
Priimägi说 ,该设备还没有准备好将其植入人眼,因为它对孔径大小没有足够的精确控制,并且只能对相当强的光线做出反应。他说:“这是第一步 - 也许我们有一天可以去那里。”
“这太好了 ,但是申请将归结为细节,”美国成像仪器公司Lightform,Inc的总裁Jeremy Lerner说 。“这取决于它闭合的速度 ,允许的光线和波长。 ”
人造虹膜可以在几秒钟内关闭,但是对于许多应用,这需要将其加速到毫秒级 ,例如在敏感的摄像机中突然指向一个明亮的物体,这可能会破坏。它可能还需要更紧密地关闭 - 目前,完全关闭时 ,它仍然可以让大约10%的光线通过 。
但是研究人员说,这些问题可以解决。他们希望虹膜最终可以用作微型机器人,作为可以对周围环境反应的微型机器的传感器。
剑桥大学的马克·华纳(Mark Warner)说:“这是一个令人兴奋的案例,一个新世界以机器人的光驱动的自动柔软孔开开放 。”“这是一件非常好的工作。”
期刊参考: 高级材料 , doi:10.1002/adma.201701814
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