In uno studio recentemente pubblicato su ACS Applied Polymer Materials, ricercatori dell'Università di Tsukuba hanno sintetizzato un polimero che trasmette gli infrarossi, basato su materiali ampiamente disponibili, che mantiene la sua forma dopo l'allungamento. Le proprietà di questo polimero sono altamente applicabili alla preparazione di lenti per la visione notturna più economiche che mantengono la messa a fuoco durante l'imaging a distanze variabili.

Le fotocamere che funzionano al buio sono comuni in molti campi, compresi i militari, sicurezza, antincendio, e monitoraggio della fauna selvatica. Però, le lenti per la visione notturna a infrarossi sono in genere costose, e le immagini della fotocamera tendono ad apparire piatte. Di conseguenza, c'è bisogno di lenti basate su comunemente disponibili, materiali economici utili per una visione più realistica in tre dimensioni.

Il polimero dei ricercatori è a base di zolfo e composti derivati ​​da alghe e piante. Il polimero è facile da preparare utilizzando un processo chimico chiamato vulcanizzazione inversa:è sufficiente mescolare insieme i composti costituenti e mescolare durante il riscaldamento. Come primo passo, i ricercatori hanno progettato un polimero elastico, ovvero ritorna alla sua forma originale, dopo essere stato ripetutamente ristretto del 20%.

"La vulcanizzazione inversa è un approccio sintetico ideale per i nostri polimeri, " spiega l'autore principale, il professor Junpei Kuwabara. "Lo squalene e altri idrocarburi lunghi insaturi aiutano a ottimizzare la struttura di reticolazione e conferiscono ai polimeri un'elasticità desiderabile".

Prossimo, i ricercatori avevano bisogno di determinare se le lenti costruite dai loro polimeri sono almeno parzialmente trasparenti alla luce infrarossa, per immagini notturne. La costruzione della lente è stata semplice:basta versare il polimero in uno stampo in silicone a forma di lente e scaldare per alcune ore. Anche una lente di 3,3 millimetri di spessore trasmetteva il 10% della luce infrarossa in entrata.

"Le lenti hanno due gamme di lunghezze d'onda che sono trasparenti agli infrarossi, ", afferma l'autore senior, il professor Takaki Kanbara. "Nessuna lente è completamente trasparente; La trasmissione del 10% è un valore eccellente per questi materiali."

Per di più, i ricercatori hanno confermato che il polimero ha proprietà di messa a fuoco variabile. Proiettando un'immagine attraverso l'obiettivo, e monitorando l'immagine risultante che è passata durante l'allungamento dell'obiettivo, gran parte dell'immagine trasmessa è rimasta a fuoco.

"L'obiettivo ha mantenuto il 54% della variazione di messa a fuoco, che è sufficiente per usi pratici, " spiega il dottor Takashi Fukuda, ricercatore senior, Istituto Nazionale di Scienze e Tecnologie Industriali Avanzate (AIST). "L'obiettivo ha anche mantenuto la sua piena messa a fuoco iniziale dopo essere tornato alla sua forma originale".

La fabbricazione di lenti per la visione notturna a infrarossi convenzionali, in un modo che permetta agli utenti di cambiare facilmente il focus da una posizione all'altra, è tipicamente difficile. Senza una capacità di messa a fuoco variabile, dettagli pertinenti a indagini penali o di ricerca, Per esempio, potrebbe essere perso. I ricercatori di questo studio stanno superando gli attuali limiti di progettazione delle lenti utilizzando strumenti economici, materiali sostenibili, e procedure di fabbricazione che qualsiasi ricercatore può eseguire nel proprio laboratorio. Lo sviluppo di nuovi materiali in quest'area può avvantaggiare una serie di settori, tra cui personale di emergenza e ricercatori ambientali.