Flüssiglinse verändert ihre Brennweite
Wissenschaftler der Hefei University of Technology erzielen Effekt mit elektrischer Spannung
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Clown-Puppengesicht mit verschiedenen Brennweiten aufgenommen (Foto: Miao Xu, en.hfut.edu.cn) |
Hefei (pte002/21.01.2022/06:05)
Ein Wassertropfen kann wie eine Linse wirken und Lichtstrahlen brechen. Diese Fähigkeit von Flüssigkeiten hat ein Team um Miao Xu von der Hefei University of Technology http://en.hfut.edu.cn genutzt, um eine Linse herzustellen, deren Brennweite sich verändert, wenn eine elektrische Spannung angelegt wird. Die Brennweitenänderung wird durch eine Verformung der in eine transparente Hülle eingesperrten Flüssigkeit erreicht. Dabei handelt es sich um Dibutiladipat (DBA), das in Hautpflegemitteln und als Weichmacher in Kunststoffen genutzt wird.
Neue Kamera für das Handy
"Diese adaptive Flüssiglinse könnte eines Tages herkömmliche Festlinsensysteme ersetzen. Damit ließe sich eine Handy-Kamera bauen, die die Brennweite schnell ändern kann und gleichzeitig so dünn ist wie das Telefon selbst", so Xu. Da es keine mechanischen Elemente gibt, könne diese Art von Objektiv jahrelang zum Einsatz kommen, ohne sich abzunutzen. Entstanden ist die neue Flüssiglinse, indem eine kuppelförmige Elektrode mit DBA-Flüssigkeit gefüllt wurde. Deren innere Oberfläche haben die Forscher zuvor mit einer wasserabweisenden Schicht beschichtet.
Wird eine Gleichspannung angelegt, versammeln sich immer mehr DBA-Moleküle an der Anode, sodass die Brennweite parallel zu Spannungsänderung größer oder kleiner wird. Bei Abschaltung der Stromquelle nimmt die Linse wieder ihre ursprüngliche Form an. Die benötigte elektrische Spannung ist derzeit allerdings noch bei Weitem zu hoch, sodass etwa der Akku eines Smartphones überlastet würde, schränken die chinesischen Wissenschaftler ein.
95 Prozent des Lichts passiert
"Die Flüssigkeit in unserer Linse ist fest eingeschlossen, sodass sie nicht verdunsten kann", sagt Xu. Sie werde durch die veränderliche Gleichspannung auch nicht zerstört. Die Linse lässt 95 Prozent des sichtbaren Lichts passieren, ein Wert, den auch feste Linsen aus Glas oder Kunststoff erreichen. Die Auflösung ist mit 29 Zeilen pro Millimeter sehr hoch. Sie funktioniert nicht bei Temperaturen unterhalb von 20 Grad Celsius. Auf der anderen Seite machen ihr knapp 100 Grad nichts aus. Xus Team arbeitet jetzt daran, die Linse so zu modifizieren, dass sie sich mit einer deutlich geringeren Spannung zufriedengibt.
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