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模仿蚊子複眼 新型油滴多鏡頭問世

放大鏡下看到的蚊子的複眼。(ShutterStock)
放大鏡下看到的蚊子的複眼。(ShutterStock)

編譯/李少維
最近一份發表在《美國應用材料與介面雜誌》(ACS Applied Materials & Interfaces)期刊上的研究,用液體材料造出新型複眼結構:由大量微型油滴當作小鏡頭,排列在一顆大油滴上形成複眼成像系統。

用手或蒼蠅拍打蚊子十分困難,這是由於蚊子有複眼結構,能同時得到多角度視覺信息並快速作出反應。很多節肢動物都有複眼結構,在一個曲面上排列著大量微小鏡頭。每個鏡頭都可以單獨成像,使蚊子無需轉動眼睛或頭部,就已經可以同時得到多方位視覺信息,並在大腦中整合。

這份研究模仿蚊子的眼睛、利用液態材料造出一種新型複眼結構,在機車的自動駕駛、機器人和醫療設備領域有廣泛的用途。裝配這種視覺系統的無人機和機器人,將可以對周圍環境快速成像。

研究者利用毛細管微流體設備,產生大量由二氧化矽奈米粒子裹住的油滴。這些油滴相當於一個個微型鏡頭。之後,把這些微型鏡頭緊湊地排列在一個更大顆油滴的表面。再利用紫外線聚合,造出相當於149度視角的複眼鏡頭,與蚊子眼睛的視力相當。

裹住微型油滴的二氧化矽奈米粒子,對每個微型鏡頭起到防霧塗層的效果,讓鏡頭系統即便在潮溼的環境中工作也不起霧。

此外,研究者還可以通過改變液滴的形狀,和移動這些微鏡頭的位置,控制成像效果,也即可控制視覺能力。◇