仿生隱形眼鏡有望提高人類夜視能力
2016-03-24 來(lái)源:中國(guó)聚合物網(wǎng)
象鼻魚(yú)生活在光照度較低的渾水中,卻能發(fā)現(xiàn)藏在污泥中的捕食者,因?yàn)樗鼈儶?dú)特的眼睛能在黑暗中看清東西。據(jù)美國(guó)國(guó)家眼科研究所近日?qǐng)?bào)道,威斯康辛州大學(xué)研究人員正在模仿這種魚(yú)的視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu),希望開(kāi)發(fā)出一種能自動(dòng)調(diào)節(jié)焦距,而且能提高人們夜視能力的隱形眼鏡。
目前,全世界約10億人受老花眼影響,由于晶狀體老化而看不清近處東西,其中一半沒(méi)有得到矯正。該研究負(fù)責(zé)人、威斯康辛大學(xué)麥迪遜分校江宏瑞(音譯)博士說(shuō),眼鏡、普通隱形眼鏡和手術(shù)雖能提高視力,但會(huì)讓眼睛的敏感性、看東西的對(duì)比度有所下降,而且很難在夜間看清東西。他們的想法是設(shè)計(jì)一種隱形眼鏡,能隨著一個(gè)人自己的角膜和晶狀體不斷地自動(dòng)調(diào)節(jié),從而恢復(fù)他年輕時(shí)的視力。
這項(xiàng)研究由國(guó)家眼科研究所資助,旨在攻克一些設(shè)計(jì)難題,包括設(shè)計(jì)晶狀體、算法驅(qū)動(dòng)的感光器、調(diào)節(jié)晶狀體形狀的微電路和電源,所有這些都要嵌入一個(gè)柔軟的彈性材料中,與人的眼球貼合。他們的最新研究集中在設(shè)計(jì)感光器方面。江博士說(shuō):“感光器必須非常小,還要能在低光照條件下獲得圖像,所以要對(duì)光極為敏感。”
他們從象鼻魚(yú)的眼睛得到靈感。這種魚(yú)的視網(wǎng)膜由一系列深杯狀結(jié)構(gòu)組成,杯壁能反射光線,有助于聚光,增強(qiáng)了它們暗中視物所需的特定波長(zhǎng)的光。研究人員借鑒這種設(shè)計(jì),創(chuàng)造出一種含有數(shù)千個(gè)微小集光器的設(shè)備,這些集光器是像指紋似的玻璃凸起,內(nèi)部是深杯狀,涂有一層反光鋁膜。當(dāng)入射光照射這些“指紋”,就會(huì)被反射壁聚焦。他們還用一個(gè)機(jī)械眼模型測(cè)試了這種設(shè)備增強(qiáng)圖像的能力。
為改變焦距,隱形眼鏡還需要一個(gè)很小的超薄電源。他們的方案是利用一種太陽(yáng)能電池,從陽(yáng)光中捕獲電子同時(shí)轉(zhuǎn)化為電流,且能儲(chǔ)電。目前這種裝置還需要調(diào)整。
據(jù)研究人員估計(jì),有望在5到10年內(nèi)造出臨床測(cè)試隱形眼鏡。江博士說(shuō),一旦做出來(lái),它的成本不會(huì)比普通隱形眼鏡高太多,因?yàn)樗芯薮蟮氖袌?chǎng),可以大量生產(chǎn),成本不可能是障礙。
目前,全世界約10億人受老花眼影響,由于晶狀體老化而看不清近處東西,其中一半沒(méi)有得到矯正。該研究負(fù)責(zé)人、威斯康辛大學(xué)麥迪遜分校江宏瑞(音譯)博士說(shuō),眼鏡、普通隱形眼鏡和手術(shù)雖能提高視力,但會(huì)讓眼睛的敏感性、看東西的對(duì)比度有所下降,而且很難在夜間看清東西。他們的想法是設(shè)計(jì)一種隱形眼鏡,能隨著一個(gè)人自己的角膜和晶狀體不斷地自動(dòng)調(diào)節(jié),從而恢復(fù)他年輕時(shí)的視力。
這項(xiàng)研究由國(guó)家眼科研究所資助,旨在攻克一些設(shè)計(jì)難題,包括設(shè)計(jì)晶狀體、算法驅(qū)動(dòng)的感光器、調(diào)節(jié)晶狀體形狀的微電路和電源,所有這些都要嵌入一個(gè)柔軟的彈性材料中,與人的眼球貼合。他們的最新研究集中在設(shè)計(jì)感光器方面。江博士說(shuō):“感光器必須非常小,還要能在低光照條件下獲得圖像,所以要對(duì)光極為敏感。”
他們從象鼻魚(yú)的眼睛得到靈感。這種魚(yú)的視網(wǎng)膜由一系列深杯狀結(jié)構(gòu)組成,杯壁能反射光線,有助于聚光,增強(qiáng)了它們暗中視物所需的特定波長(zhǎng)的光。研究人員借鑒這種設(shè)計(jì),創(chuàng)造出一種含有數(shù)千個(gè)微小集光器的設(shè)備,這些集光器是像指紋似的玻璃凸起,內(nèi)部是深杯狀,涂有一層反光鋁膜。當(dāng)入射光照射這些“指紋”,就會(huì)被反射壁聚焦。他們還用一個(gè)機(jī)械眼模型測(cè)試了這種設(shè)備增強(qiáng)圖像的能力。
為改變焦距,隱形眼鏡還需要一個(gè)很小的超薄電源。他們的方案是利用一種太陽(yáng)能電池,從陽(yáng)光中捕獲電子同時(shí)轉(zhuǎn)化為電流,且能儲(chǔ)電。目前這種裝置還需要調(diào)整。
據(jù)研究人員估計(jì),有望在5到10年內(nèi)造出臨床測(cè)試隱形眼鏡。江博士說(shuō),一旦做出來(lái),它的成本不會(huì)比普通隱形眼鏡高太多,因?yàn)樗芯薮蟮氖袌?chǎng),可以大量生產(chǎn),成本不可能是障礙。
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