Thấu kính thuỷ tinh truyền thống sử dụng bề mặt lồi hoặc lõm để tập trung ánh sáng đi vào tại một điểm trung tâm. Thấu kính càng mạnh, bề mặt càng phải cong và do vậy, kính sẽ trở nên dày và nặng hơn. Trong tự nhiên, mắt của chúng ta tránh được hiện tượng này bằng cách sử dụng vật liệu có tỷ trọng thay đổi theo cách riêng.
Ánh sáng bị bẻ cong, hay còn gọi là khúc xạ, khi đi giữa hai chất có tỷ trọng khác nhau (chỉ số khúc xạ khác nhau), chẳng hạn như nước và không khí. Sự khác biệt giữa hai chất càng lớn, ánh sáng càng bị khúc xạ mạnh. Do vậy, một vật thể phẳng có chỉ số khúc xạ lớn hơn so với cạnh của nó có thể tập trung ánh sáng giống như một thấu kính cong.
Nhiều thấu kính sinh học bao gồm hàng trăm ngàn lớp nano, mỗi lớp có một chỉ số khúc xạ hơi khác nhau một chút. Các lớp này tạo thành độ dốc tỷ trọng nhẵn, giúp tập trung ánh sáng. Ở mắt người, thấu kính được tạo thành từ khoảng 22.000 lớp. Nhưng các loài động vật sống dưới nước lại cần có thấu kính mạnh hơn do chỉ số khúc xạ của nước cao hơn nhiều so với không khí. Chẳng hạn, mắt bạch tuộc có thể tập trung ánh sáng mạnh gấp năm lần so với mắt người.
Nhà nghiên cứu Eric Baer thuộc ĐH Case Western Reserve (Ohio, Mỹ) và cộng sự thuộc Phòng nghiên cứu Hải quân (Washington) đã bắt chước khả năng của bạch tuộc bằng một thấu kính tổng hợp. Họ tạo nên những tấm phim nhựa dày 50 micromet, bao gồm khoảng 6.000 lớp nano của hai loại polyme khác nhau, methylmethacrylate hoặc styreneacrylonitrile. Các polyme này có chỉ số khúc xạ khác nhau, do đó số lượng lớp nano polyme ở mỗi tấm phim cũng khác nhau. Nhóm nghiên cứu đã tạo ra 100 tấm phim, mỗi tấm có chỉ số khúc xạ khác nhau khoảng 1%.
Khi được đặt lên nhau và thành một khối cầu, các tấm phim trở thành một con mắt có khả năng tập trung tương đương với mắt bạch tuộc. Baer tỏ ra lạc quan khi cho rằng, một khi đã phát triển được kỹ thuật này, nhóm của ông sẽ còn tạo được những thấu kính mạnh hơn. Ông nói: "Hoàn toàn có thể tạo ra được hầu hết các chỉ số khúc xạ."
và quét mã QR
Bình luận (0)