Ученые из университета Пенсильвании вырастили структуры их жидких кристаллов, напоминающие цветы с множеством маленьких лепестков. И сделали это они не ради эстетического наслаждения, такие структуры могут работать в качестве оптических линз, имеющих сложное строение, напоминающее строение фасетчатого многосегментного глаза стрекозы и других насекомых. Дальнейшие усовершенствования разработанной учеными технологии позволят выращивать линзы на поверхностях любой сложной формы, создавать новые "умные" материалы, поверхности и всевозможные датчики нового поколения.

Для выращивания структур из жидких кристаллов ученые поместили крошечные шарики из кварцевого стекла в емкость со специальным раствором. Эти шарики стали ядром, вокруг которого начался процесс кристаллизации жидких кристаллов, которые начали формировать многоуровневую сегментированную структуру, напоминающую цветок или глаз насекомого.



Данные исследования являются большим шагом вперед развития направления создания самособирающихся упорядоченных нанострктур, в котором ученые пытаются получить набор различных физических и химических условий, при которых происходит процесс самосборки различных структур, обладающих заданными свойствами. Такой подход позволяет избавиться от более дорогостоящих способов изготовления подобных структур прямыми методами.

Каждый "лепесток" жидкокристаллического цветка, сформированный из прозрачного кристалла, может действовать в качестве отдельной линзы, преломляющей и фокусирующей падающий свет. Так как размерами, расположением и формой этих микролинз можно управлять еще на стадии их изготовления, то можно в результате получить одну сложную линзу, размером от нескольких микрон до нескольких миллиметров, состоящую из миллионов крошечных почти сферических линз, с помощью которых можно получить из множества мелких изображений одно качественное трехмерное изображение.



Возможность выращивания линз подобным способом открывает массу возможностей для использования таких линз. "Вскоре мы сможем делать недорогие линзы, которым можно будет покрыть всю поверхность какого-либо объекта" - рассказывает Кэтлин Стеб (Kathleen Stebe), профессор химии и биомолекулярных технологий, - "С помощью этих линз мы сможем получить множество изображений одного и того же объекта с различных точек зрения. А специальные алгоритмы, объединяющие все эти изображения, позволят получить одно высококачественное трехмерное изображение с необычайно высоким разрешением".

Ученые предполагают, что в первую очередь, технология выращивания жидкокристаллических микролинз в первую очередь может быть использована для создания жидкокристаллических трехмерных дисплеев, способных создать объемные изображения высокого качества, видимые с любого угла зрения. И при условии продолжения работ в этом направлении такие дисплеи смогут появиться уже через десять лет.