صناعة عدسات أفضل بواسطة فقاعات الجرافين

المركز العلمي للترجمة: نستطيع استخدام فقاعة صغيرة من الجرافين لصناعة عدسة بصرية قابلة لتغيير البعد البؤري، هذا ما يسعى لتحقيقه علماء الفيزياء في بريطانيا، حيث تمكنوا من التحكم بانحناء مثل هذه الفقاعات عن طريق تطبيق جهد خارجي .



فبالاستناد إلى أدوات هذا الاكتشاف يمكننا إيجاد استخدامات لها في أنظمة التكيف البؤري، كمحاولة محاكاة لكيفية عمل العين البشرية.



الجرافين هو عبارة عن صفيحة كربونية بسماكة ذرة واحدة فقط. كما يملك مجموعة واسعة من الخصائص الميكانيكية والإلكترونية الفريدة. فهي من حيث المرونة مرنة جدا بحيث يمكن تمديدها بنسبة تصل إلى 20%، وهذا يعني أن فقاعات ذات أشكال متعددة يمكن نفخها من هذه المادة. وهو يتفق مع حقيقة أن الجرافين شفاف للضوء، إلا أنه غير نافذ لمعظم السوائل والغازات، فبإمكاننا صنع مادة مثالية منه لاختراع عدسات بصرية ذات تكيف بؤري .



مثل هذه العدسات تستخدم في كاميرات الهواتف النقالة وكاميرات الويب وفي النظارات الطبية ذات التركيز البؤري، وهذه العدسات تكون مصنوعة عادة من بلورات سائلة شفافة أو سوائل. على الرغم من أن هذه الأجهزة تعمل بشكل جيد إلا أنها تحتاج إلى جهد ومكلفة الصنع.



من حيث المبدأ بإمكاننا صنع بصريات متكيفة باستخدام طرق أبسط بكثير من تلك المستخدمة في الأجهزة الحالية . ويمكن أيضا أن يصبح إنتاجها ارخص على مستوى صناعي إذا اصبح صنع أجهزة الجرافتيون متاحا.



فقاعات صغيرة



حاليا قام كل منAndre Geim وKonstantin Novoselov الذين اشتركوا عام 2010 في جائزة نوبل لاكتشاف الجرافين، ببناء أجهزة صغيرة تظهر كيف يمكن استخدام الجرافين في النظم البصرية التكيفية .فقد عملا مع زملاء لهم في جامعة مانشستر، حيث بدأ الفيزيائيين بتحضير رقائق كبيرة من الجرافين على ركائز من أكسيد السيليكون المستوية .



عندما لا يستطيع الهواء الهروب من تحت الجرافين، فبطبيعة الحال ستتشكل فقاعة مادية، هذه الفقاعات مستقرة بشكل كبير ويتراوح قياسها بين بضع عشرات من النانومتر إلى عشرات من الميكرومتر في القطر .



تبين أن الفقاعات بإمكانها أن تعمل عمل عدسات ذات تكيف بؤري، حيث قام الفريق بصناعة أجهزة ذات أقطاب كهربائية من التيتانيوم والذهب ووصلها بالفقاعات في ترتيب يشبه الترانزستور. بهذه الطريقة تمكن الباحثون من تطبيق جهد كهربائي كبوابة على هذا الأعداد. ثم حصلوا على صور بصرية مجهرية عندما ضبطوا الجهد من الـ -35 فولت إلى +35 فولت، فكما كان متوقعا شاهدوا شكل الفقاعات يذهب إلى مزيد من الانحناء والتقوس إلى التسطح نتيجة لتغيير في الجهد .



في الواقع يمكن صنع عدسات عن طريق ملء فقاعات الجرافين بسائل ذو قرينة انكسار عالية ،أو كما يقول الباحثون من خلال تغطية هذه الفقاعات بطبقة مسطحة من هذا السائل .



لذا، ما هي الخطوة التالية ؟

أصبح الآن بإمكاننا السيطرة على انحناء وتقوس هذه الفقاعات بكل سهولة، لذلك يقول "إننا الآن نبحث عن تجارب أخرى في حال حدوث أي تشوهات معقدة في الجرافين من أجل السيطرة عليها".

Normal 0 false false false EN-US X-NONE AR-SA

صناعة عدسات أفضل بواسطة فقاعات الجرافين
المركز العلمي للترجمة: نستطيع استخدام فقاعة صغيرة من الجرافين لصناعة عدسة بصرية قابلة لتغيير البعد البؤري، هذا ما يسعى لتحقيقه علماء الفيزياء في بريطانيا، حيث تمكنوا من التحكم بانحناء مثل هذه الفقاعات عن طريق تطبيق جهد خارجي .

فبالاستناد إلى أدوات هذا الاكتشاف يمكننا إيجاد استخدامات لها في أنظمة التكيف البؤري، كمحاولة محاكاة لكيفية عمل العين البشرية.

الجرافين هو عبارة عن صفيحة كربونية بسماكة ذرة واحدة فقط. كما يملك مجموعة واسعة من الخصائص الميكانيكية والإلكترونية الفريدة. فهي من حيث المرونة مرنة جدا بحيث يمكن تمديدها بنسبة تصل إلى 20%، وهذا يعني أن فقاعات ذات أشكال متعددة يمكن نفخها من هذه المادة. وهو يتفق مع حقيقة أن الجرافين شفاف للضوء، إلا أنه غير نافذ لمعظم السوائل والغازات، فبإمكاننا صنع مادة مثالية منه لاختراع عدسات بصرية ذات تكيف بؤري .

مثل هذه العدسات تستخدم في كاميرات الهواتف النقالة وكاميرات الويب وفي النظارات الطبية ذات التركيز البؤري، وهذه العدسات تكون مصنوعة عادة من بلورات سائلة شفافة أو سوائل. على الرغم من أن هذه الأجهزة تعمل بشكل جيد إلا أنها تحتاج إلى جهد ومكلفة الصنع.

من حيث المبدأ بإمكاننا صنع بصريات متكيفة باستخدام طرق أبسط بكثير من تلك المستخدمة في الأجهزة الحالية . ويمكن أيضا أن يصبح إنتاجها ارخص على مستوى صناعي إذا اصبح صنع أجهزة الجرافتيون متاحا.

فقاعات صغيرة

حاليا قام كل منAndre Geim وKonstantin Novoselov الذين اشتركوا عام 2010 في جائزة نوبل لاكتشاف الجرافين، ببناء أجهزة صغيرة تظهر كيف يمكن استخدام الجرافين في النظم البصرية التكيفية .فقد عملا مع زملاء لهم في جامعة مانشستر، حيث بدأ الفيزيائيين بتحضير رقائق كبيرة من الجرافين على ركائز من أكسيد السيليكون المستوية .

عندما لا يستطيع الهواء الهروب من تحت الجرافين، فبطبيعة الحال ستتشكل فقاعة مادية، هذه الفقاعات مستقرة بشكل كبير ويتراوح قياسها بين بضع عشرات من النانومتر إلى عشرات من الميكرومتر في القطر .

تبين أن الفقاعات بإمكانها أن تعمل عمل عدسات ذات تكيف بؤري، حيث قام الفريق بصناعة أجهزة ذات أقطاب كهربائية من التيتانيوم والذهب ووصلها بالفقاعات في ترتيب يشبه الترانزستور. بهذه الطريقة تمكن الباحثون من تطبيق جهد كهربائي كبوابة على هذا الأعداد. ثم حصلوا على صور بصرية مجهرية عندما ضبطوا الجهد من الـ -35 فولت إلى +35 فولت، فكما كان متوقعا شاهدوا شكل الفقاعات يذهب إلى مزيد من الانحناء والتقوس إلى التسطح نتيجة لتغيير في الجهد .

في الواقع يمكن صنع عدسات عن طريق ملء فقاعات الجرافين بسائل ذو قرينة انكسار عالية ،أو كما يقول الباحثون من خلال تغطية هذه الفقاعات بطبقة مسطحة من هذا السائل .

لذا، ما هي الخطوة التالية ؟

أصبح الآن بإمكاننا السيطرة على انحناء وتقوس هذه الفقاعات بكل سهولة، لذلك يقول Novoselov "إننا الآن نبحث عن تجارب أخرى في حال حدوث أي تشوهات معقدة في الجرافين من أجل السيطرة عليها".

Ads

بوركت و بوركت جهودك في ميزان حسناتك ان شاء الله