ساخت نسل جدید لنزها با استفاده از کریستال مایع
محققان دانشگاه پنسیلوانیا موفق به ساخت لنزهای پیچیده با استفاده از کریستال مایع شدند.
این لنزهای جدید که به اندازه چشم سنجاقک پیچیده هستند، با استفاده از یک شیوه جدید تولید گل های کریستالی، ساخته می شوند.
در این فرآیند ذرات کوچک سیلیس را درون مخزنی حاوی کریستال مایع شفاف قرار می دهند تا الگوی خاصی ایجاد شود. در اطراف این ذرات، اجزایی شبیه به گلبرگ ایجاد می شود که دارای اتصالات مستحکم هستند و بدین ترتیب ساختاری شبیه به چشم مرکب حشرات شکل می گیرد.
این تحقیقات گام، موثری در تولید مستقیم نانوساختارها محسوب می شود. در جریان تولید مستقیم نانوساختارها، محققان بسترهای لازم را فراهم می کنند و شکل گیری نانوساختارهای موردنظر، توسط فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی انجام می شود.
به عبارت دیگر، محققان پس از بررسی یک ماده در مقیاس نانو، می توانند ساختارهای احتمالی آن را پیش بینی کنند و برای رسیدن به ساختار موردنظر، تنها محرک کوچکی را به ماده اضافه می کنند.
این کار دقیقاً شبیه فرآیند شکل گیری مروارید درون صدف است. در این فرآیند یک ذره خارجی وارد صدف می شود و در اثر واکنش صدف، به مرور مروارید شکل می گیرد.
ساختارهای گل مانندی که در اثر ورود ذرات سیلیس به کریستال مایع تولید می شوند، شفاف هستند و عملکردی شبیه لنز دارند. این لنزهای کوچک ابعادی بین چند میکرون تا چندده میکرون دارند و از آنجا که امکان دستکاری آن ها وجود دارد، محققان با استفاده از تکنیک خاصی این لنزها را کنارهم قرار می دهند و مجموعه ای از لنزها را با ابعاد چندده میکرون تا چند میلیمتر تولید می کنند.
همچنین این لنزهای جدید امکان تولید ساختارهای نوری را در سطوح منحنی، ساخت موادجدید، سطوح هوشمند و حسگرهای پیشرفته را فراهم می کنند.
در حال حاضر جریان تولید لنزهای مرکب، شامل یک فرآیند چندمرحله ای است و نمی توان آن ها را در یک مرحله ساخت. از طرفی این کار مستلزم صرف هزینه و زمان زیادی است. اما روش پیشنهادی محققان دانشگاه پنسیلوانیا امکان تولید لنزهای مرکب را در یک مرحله فراهم می کند و مقرون به صرفه است. به علاوه با کنترل میزان و نحوه ورود ذرات سیلیس به مخزن کریستال می توان انحنای سطح لنزها، شکل ساختار نهایی و تعداد لنزهای موجود در آن را تعیین کرد.
این شیوه نوین، امکان تولید مواد ترکیبی را فراهم می کند که به سادگی می توان مولفه ها و خصوصیات فیزیکی آن ها را تغییر داد.
محققان به دنبال روش هایی برای تغییر پویای خصوصیات فیزیکی مواد به دست آمده از این شیوه هستند و تغییر شکل و نحوه قرارگیری ذرات سیلیس در کریستال مایع را به عنوان بهترین راهکار در نظر دارند. در صورت تولید این نوع مواد، محققان می توانند لنزهای بسیار حساسی را بسازند که از اجسام کوچک تر از یک طول موج، تصاویری بسیار دقیق به دست می دهند.
گزارش کامل این تحقیقات در شماره اخیر نشریه Physical Review X به چاپ رسیده است.
منبع:
http://news.discovery.com/tech/dragonfly-like-lenses-grown-with-liquid-crystals-131227.htm
&
irna
این لنزهای جدید که به اندازه چشم سنجاقک پیچیده هستند، با استفاده از یک شیوه جدید تولید گل های کریستالی، ساخته می شوند.
در این فرآیند ذرات کوچک سیلیس را درون مخزنی حاوی کریستال مایع شفاف قرار می دهند تا الگوی خاصی ایجاد شود. در اطراف این ذرات، اجزایی شبیه به گلبرگ ایجاد می شود که دارای اتصالات مستحکم هستند و بدین ترتیب ساختاری شبیه به چشم مرکب حشرات شکل می گیرد.
این تحقیقات گام، موثری در تولید مستقیم نانوساختارها محسوب می شود. در جریان تولید مستقیم نانوساختارها، محققان بسترهای لازم را فراهم می کنند و شکل گیری نانوساختارهای موردنظر، توسط فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی انجام می شود.
به عبارت دیگر، محققان پس از بررسی یک ماده در مقیاس نانو، می توانند ساختارهای احتمالی آن را پیش بینی کنند و برای رسیدن به ساختار موردنظر، تنها محرک کوچکی را به ماده اضافه می کنند.
این کار دقیقاً شبیه فرآیند شکل گیری مروارید درون صدف است. در این فرآیند یک ذره خارجی وارد صدف می شود و در اثر واکنش صدف، به مرور مروارید شکل می گیرد.
ساختارهای گل مانندی که در اثر ورود ذرات سیلیس به کریستال مایع تولید می شوند، شفاف هستند و عملکردی شبیه لنز دارند. این لنزهای کوچک ابعادی بین چند میکرون تا چندده میکرون دارند و از آنجا که امکان دستکاری آن ها وجود دارد، محققان با استفاده از تکنیک خاصی این لنزها را کنارهم قرار می دهند و مجموعه ای از لنزها را با ابعاد چندده میکرون تا چند میلیمتر تولید می کنند.
همچنین این لنزهای جدید امکان تولید ساختارهای نوری را در سطوح منحنی، ساخت موادجدید، سطوح هوشمند و حسگرهای پیشرفته را فراهم می کنند.
در حال حاضر جریان تولید لنزهای مرکب، شامل یک فرآیند چندمرحله ای است و نمی توان آن ها را در یک مرحله ساخت. از طرفی این کار مستلزم صرف هزینه و زمان زیادی است. اما روش پیشنهادی محققان دانشگاه پنسیلوانیا امکان تولید لنزهای مرکب را در یک مرحله فراهم می کند و مقرون به صرفه است. به علاوه با کنترل میزان و نحوه ورود ذرات سیلیس به مخزن کریستال می توان انحنای سطح لنزها، شکل ساختار نهایی و تعداد لنزهای موجود در آن را تعیین کرد.
این شیوه نوین، امکان تولید مواد ترکیبی را فراهم می کند که به سادگی می توان مولفه ها و خصوصیات فیزیکی آن ها را تغییر داد.
محققان به دنبال روش هایی برای تغییر پویای خصوصیات فیزیکی مواد به دست آمده از این شیوه هستند و تغییر شکل و نحوه قرارگیری ذرات سیلیس در کریستال مایع را به عنوان بهترین راهکار در نظر دارند. در صورت تولید این نوع مواد، محققان می توانند لنزهای بسیار حساسی را بسازند که از اجسام کوچک تر از یک طول موج، تصاویری بسیار دقیق به دست می دهند.
گزارش کامل این تحقیقات در شماره اخیر نشریه Physical Review X به چاپ رسیده است.
منبع:
http://news.discovery.com/tech/dragonfly-like-lenses-grown-with-liquid-crystals-131227.htm
&
irna
نظر شما :