Polímeros inspirados em algas iluminam o caminho para uma visão noturna aprimorada
p Pesquisadores da Universidade de Tsukuba sintetizam um polímero elástico de baixo custo, materiais sustentáveis, que pode ser usado para fabricar lentes que ajudam a manter as câmeras infravermelhas focadas no escuro. Crédito:Universidade de Tsukuba
p Em um estudo publicado recentemente na ACS Applied Polymer Materials, pesquisadores da Universidade de Tsukuba sintetizaram um polímero transmissor de infravermelho - baseado em baixo custo, materiais amplamente disponíveis - que mantém sua forma após o alongamento. As propriedades deste polímero são altamente aplicáveis à preparação de lentes de visão noturna mais baratas que retêm o foco durante a geração de imagens em distâncias variáveis. p Câmeras que funcionam no escuro são comuns em muitos campos, incluindo os militares, segurança, combate a incêndios, e rastreamento da vida selvagem. Contudo, lentes infravermelhas de visão noturna são geralmente caras, e as imagens da câmera tendem a parecer planas. Consequentemente, há uma necessidade de lentes com base nos comumente disponíveis, materiais baratos que são úteis para uma visão mais realista em três dimensões.
p O polímero dos pesquisadores é baseado em enxofre e compostos derivados de algas e plantas. O polímero é fácil de preparar usando um processo químico chamado vulcanização inversa:simplesmente misture os compostos constituintes e mexa enquanto aquece. Como primeiro passo, os pesquisadores projetaram um polímero que é elástico, isto é, reverte para sua forma original - depois de ser repetidamente alongado novamente em 20%.
p "A vulcanização inversa é uma abordagem sintética ideal para nossos polímeros, "explica o autor principal Professor Junpei Kuwabara." Esqualeno e outros hidrocarbonetos insaturados longos ajudam a otimizar a estrutura de reticulação e dar aos polímeros uma elasticidade desejável. "
p Próximo, os pesquisadores precisavam determinar se as lentes construídas a partir de seus polímeros são pelo menos parcialmente transparentes à luz infravermelha, para imagens noturnas. A construção da lente foi fácil:simplesmente despeje o polímero em um molde de silicone em forma de lente e aqueça por algumas horas. Mesmo uma lente de 3,3 milímetros de espessura transmitiu 10% da luz infravermelha de entrada.
p "As lentes têm duas faixas de comprimento de onda que são transparentes ao infravermelho, "diz o autor sênior, o professor Takaki Kanbara." Nenhuma lente é completamente transparente; A transmissão de 10% é um valor excelente para esses materiais. "
p Além disso, os pesquisadores confirmaram que o polímero tem propriedades de foco variável. Ao projetar uma imagem através da lente, e monitorar a imagem resultante que surgiu enquanto alongava a lente, grande parte da imagem transmitida permaneceu em foco.
p "A lente reteve 54% da variação do foco, que é suficiente para usos práticos, "explica o Dr. Takashi Fukuda, pesquisador sênior, Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia Industrial Avançada (AIST). "A lente também reteve seu foco inicial total após se contrair de volta à sua forma original."
p A fabricação de lentes convencionais de visão noturna infravermelha, de uma forma que permite aos usuários mudar facilmente o foco de uma posição para outra, normalmente é difícil. Sem uma capacidade de foco variável, detalhes pertinentes a investigações criminais ou de pesquisa, por exemplo, pode ser perdido. Os pesquisadores deste estudo estão superando as limitações atuais do design de lentes usando um método barato, materiais sustentáveis, e procedimentos de fabricação que qualquer pesquisador pode realizar em seu laboratório. O desenvolvimento de novos materiais nesta área pode beneficiar uma variedade de setores, incluindo equipes de emergência e pesquisadores ambientais.