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PARYLENE based artificial smart LENSes fabricated using a novel solid-on-liquid deposition process

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Dem menschlichen Auge nachempfundene Linsen für Mobiltelefonkameras

Wissenschaftler ahmen gern die Natur nach und entwickeln derzeit zusammendrückbare, d. h. kompressible, Linsen für eine nächste Generation optischer Bauelemente. Die Technologie wird für biomedizinische Implantate, Handykameras und Flüssigkristallanzeigen dienlich sein.

Digitale Wirtschaft

Die Linsen in optischen Instrumenten sind derzeit eher Standardware für die Hersteller. Durch die Hartmaterialelemente sieht man Dinge von bestimmter Größen in bestimmten Entfernungen. Die Linse des menschlichen Auges ist jedoch verformbar und besteht aus Geweben, die in einem Prozess, der als Akkommodation bezeichnet wird, die Form verändern können, und kann sich so auf große Entfernungen auf nahezu alles fokussieren. Die an der Linse befindlichen kleinen Muskeln verändern durch Kontraktion und Erschlaffung deren Krümmung und verdicken die Linse oder flachen sie je nach Bedarf ab. Die Nachahmung der Fertigkeiten der Natur durch die Fertigung flexibler, abstimmbarer Linsen wäre für viele Anwendungen in der Biomedizin und in der Unterhaltungselektronik von großem Nutzen. Eine derartige Technologie könnte direkt bei Intraokularlinsenimplantaten Einsatz finden und würde Leistungsverbesserungen bei Geräten wie Handykameras und flexiblen Flüssigkristallanzeigen (Liquid Crystal Display, LCD)ermöglichen. Die Wissenschaftler entwickeln Technik dieser Art unter Inanspruchnahme der EU-Finanzmittel des Parylens-Projekts ("Parylene based artificial smart lenses fabricated using a novel solid-on-liquid deposition process"). Ein früheres Projekt (Multipol) aus dem Rahmenprogramm konnte den Einsatz eines Polymerdünnfilms (Parylene) demonstrieren, der auf flüssigen Oberflächen abgeschieden wird, um die Flüssigkeit hermetisch abzudichten, ohne sie zu verformen. Nachfolgend entweder mit den körpereigenen Augenmuskeln oder mit transparenten leitfähigen Elektroden (elektrisch aktivierte Polymere, electrically activated polymers, EAP) ausgeübte externe Kräfte können die Linse verformen und damit die Brennweite verändern. Eines der wissenschaftlichen Schlüsselziele des Parylens-Projekts war Schaffung der geeigneten Freiheitsgrade, die eine Akkommodation ermöglichen. Überdies mussten die Wissenschaftler die vielen günstigen Eigenschaften der Parylene wie etwa Biokompatibilität, Durchsichtigkeit und die nicht existierende chemische Reaktionsfähigkeit (inertes Material) beizubehalten. Bislang beschäftigte man sich mit der Flexibilität. Es wurden Nanopartikel, die für ihre antibakteriellen Eigenschaften bekannt sind, auf der Oberfläche abgelagert. Außerdem haben die Wissenschaftler ein Verfahren (den sogenannten Sol-Gel-Prozess) angepasst, das ein feuchtes, feststoffähnliches Material erzeugt, um den flüssigen Körper der Linse komprimierbar zu machen. Letztlich konnte ein erster Prototyp einer flexiblen LCD hergestellt werden. Parylens geht über den Stand der Technik der Fest-auf-Flüssig-Verkapselung hinaus und ebnet den Weg für eine nächste Generation optischer Geräte. Das Projekt könnte der Wettbewerbsfähigkeit der EU-Wirtschaft einen enormen Anschub verpassen.

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3 Dezember 2019