Lente flexível ajusta o foco de modo parecido com olho humano
[Imagem: Giacomo Sasso et al. – 10.1002/adfm.76426]
Foco ajustável
Nossos olhos ajustam o foco de modo praticamente instantâneo, o que explica porque podemos passar rapidamente o olhar da folha de um livro para o rosto de alguém que fala conosco, ou do painel do carro para a estrada quilômetros à frente, sem que nossa visão fique borrada.
Mas replicar essa notável flexibilidade biotecnológica – em câmeras, microscópios e outros dispositivos ópticos – é um desafio longe de ser vencido.
Giacomo Sasso e colegas da Universidade Rainha Maria, no Reino Unido, foram buscar ajuda no grafeno e nos atuadores de elastômero dielétrico, polímeros eletromecânicos ativos, capazes de produzir deformações controláveis, grandes e rápidas, em membranas finas e macias. O grafeno permitiu fabricar eletrodos especiais que permitem prover o controle elétrico dos elastômeros.
O resultado é um material transparente que permite fabricar lentes flexíveis que alteram o foco eletronicamente, sem a necessidade de componentes móveis volumosos. É um passo importante para tornar as lentes adaptativas menores e mais leves porque elimina as principais limitações de projeto das lentes com acionamento eletrostático, com usos em dispositivos compactos de imageamento médico, câmeras com foco automático e telas vestíveis.
“Isso é empolgante. Significa que, no futuro, tecnologias semelhantes poderão ser aplicadas em câmeras com foco automático, telas vestíveis, fones de realidade virtual e aumentada, dispositivos de imagem médica em miniatura e instrumentos científicos, onde os sistemas de foco mecânico convencionais adicionam peso, complexidade ou custo,” resumiu Sasso.
[Imagem: Giacomo Sasso et al. – 10.1002/adfm.76426]
Lente com foco eletrônico
Ao contrário das lentes rígidas encontradas em câmeras, microscópios e instrumentos ópticos convencionais, a nova lente ativa se comporta mais como um olho vivo: Quando uma corrente elétrica é aplicada, uma membrana macia estica suavemente a lente, alterando sutilmente seu formato e focalizando objetos em diferentes distâncias de modo muito rápido.
É um grande avanço em relação às lentes adaptativas convencionais acionadas eletrostaticamente, que têm seus eletrodos posicionados ao redor da borda, já que eles são feitos de materiais que bloqueiam a luz. Outra opção, as lentes macias tradicionais acionadas eletricamente, também exigem eletrodos flexíveis, mas os disponíveis são igualmente opacos.
O óxido de grafeno reduzido, por sua vez, permitiu fabricar eletrodos com elevado nível de transparência, que puderam ser facilmente integrados ao atuador expansível embaixo da própria lente, sem restrição de posicionamento. Essa nova arquitetura reduz drasticamente o tamanho e a complexidade do dispositivo, mas mantém sua capacidade de alterar o foco eletronicamente, o que é muito preciso.
O esforço agora se concentrará na melhoria da transparência dos eletrodos de grafeno e na otimização do seu desempenho, para viabilizar as lentes flexíveis e eletricamente direcionáveis, que podem ser construídas usando técnicas de fabricação simples e materiais de baixo custo.