Инженеры Лондонского университета королевы Марии (Queen Mary University of London) разработали компактную мягкую линзу, способную менять фокусное расстояние под действием электрического поля без электродвигателей и какой-либо механики. Основой конструкции стали прозрачные растягивающиеся электроды из графена на эластичной подложке. Такая оптика сродни живому глазу, что может привести к прорыву в носимой электронике.

Современная оптика с автофокусом в камерах достаточно сложна и громоздка. Предложенное учёными решение позволяет расположить электрический привод из прозрачного восстановленного оксида графена (rGO) на одной оптической оси с линзой. Это делает систему автофокуса интегрированной непосредственно в линзу — компактнее такую конструкцию сложно и даже невозможно представить.

В основе устройства лежит диэлектрический эластомерный актуатор (DEA) — предварительно растянутая тонкая полимерная мембрана, зажатая между электродами, способными деформироваться под воздействием электрического поля. При подаче напряжения электростатические силы сжимают мембрану таким образом, что меняют её кривизну и, следовательно, фокусировку.

Электроды изготавливаются распылением rGO непосредственно на поверхность эластомера. Толщина их слоя варьируется от 50 до 80 нм. При увеличении количества материала поверхностное сопротивление снижалось в десятки раз, однако одновременно падала прозрачность линзы на длине волны 550 нм (примерно с 42 до 17 %). То есть разработчикам пришлось искать компромисс между электропроводностью, способностью линзы растягиваться и её прозрачностью.

Для прототипа привода выбрали плотность электрода, при которой он пропускал примерно 32 % света и обеспечивал изменение площади мембраны примерно на 10 % при напряжённости электрического поля 50 В/мкм. Когда к приводу добавили эластичную линзу, он смог изменить её фокусное расстояние с 30,1 до 36 мм.

Пока разработка остаётся лабораторным прототипом, причём исследователям ещё предстоит повысить прозрачность электродов. Однако отсутствие моторов и механики потенциально позволяет создавать более тонкие, лёгкие и бесшумные системы автофокусировки для камер, очков и AR/VR-дисплеев, миниатюрных медицинских приборов и научной оптики.