仿生软镜片
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仿生软镜片可像人眼一样自动调焦 推动光驱动材料及下一代可穿戴技术发展
科技日报· 2025-10-27 07:41
技术核心与创新 - 开发出光响应水凝胶软透镜(PHySL),能够像人眼一样根据环境光照强度自动调节焦距 [1] - 装置由嵌入吸光氧化石墨烯的水凝胶构成,中心设有微型透镜,通过光热效应导致水凝胶收缩或膨胀,从而改变透镜曲率,实现自主调节 [1] - 该设计克服了传统仿生光学系统依赖电子元件或刚性电机的局限,整个过程无需外部电源或机械驱动装置 [1] 性能与应用展示 - 将PHySL集成到常规明场显微镜中,对多种生物样本进行了高分辨率成像,图像质量与使用标准显微物镜拍摄的结果相当 [1] - 可在自然光照条件下自动调整焦点,适用于多层样品的动态成像,当被整合进光纤成像系统时,能在照明变化的情况下持续保持对目标的清晰聚焦 [2] - 展示了在构建自适应视觉系统、自主运行的软体机器人、智能医疗设备及下一代可穿戴技术方面的广阔前景 [1] 材料科学与行业背景 - 该创新是光驱动软体材料领域的最新成果,这类材料能将光能直接转化为机械形变 [2] - 水凝胶、液晶弹性体和碳基复合材料是研究热点,可用于构建微型机器人和人工肌肉 [2] - 氧化石墨烯因其宽光谱吸收能力和高效的光热转换性能,常被作为"光热引擎"嵌入聚合物或水凝胶中,实现远程、非接触式的精准驱动 [2]