ГРИН сочива – Нова технологија у дизајнирању оптичких материјала

Сочива фотоапарата, ласера и других уређаја са оптичком применом, за пар година могли би да изгледају радикално другачије захваљујући технологији на чијем развоју раде истраживачи у Лоренс Ливермор Националној Лабораторији у Калифорнији.

„Реч је о 3Д принтингу оптичких материјала од стакла са градијентом индекса преламања, тзв. ГРИН сочивима“, рекао је др Др Никола Дудуковић, дипломац Универзитета у Београду,  докторанд Универзитета у Илиноису, а сада истраживач у Лоренс Ливермору.

Преламање светлости у конвенционалним сочивима диктира закривљеност површине тог сочива – класичан пример је традиционална лупа, која је сочиво сферичног профила. Међутим, проблем са сферичним сочивима су дисторзије. Њих узрокује светлост при самим ивицама сочива која се не понаша у складу са остатком светлосног снопа. Због тога се често јавља лажни фокус. Да би се дисторзије исправиле, потребно је додатна обрада површине стакла са изузетно високом прецизношћу.

Технологија 3Д принтинга стакла, на чијем развоју ради тим др Дудуковића, омогућује штампање сочива у којима се преламање светлости не контролише закривљеношћу, већ постепеном променом самог састава стакла, што проузрокује промену индекса преламања.

Сочива са градијентом индекса преламања (тзв. ГРИН сочива) не захтевају компликовану обраду закривљености и полирања, већ могу бити потпуно равна. Ова технологија подразумева израду сочива 3Д принтингом различитих материјала, која се састоје од силикатних честица и титанијум диоксида у различитим размерама. Титанијум диоксид у силикатном стаклу у овом случају има улогу модификатора индекса преламања светлости.

„Технологија 3Д принтинга ГРИН сочива је још увек у развоју. Пројекат на којем радимо траје тек две-три године, али примена ове технологије биће изузетно важна у ситуацијама када је тешко од стакла направити сочиво са компликованом закривљеношћу и напредним оптичким функцијама“, нагласио је наш саговорник.

Међу највећим изазовима у области 3Д штампе, др Дудуковић је издвојио формулацију материјала. „Та област се развија невероватном брзином. Свакодневно се ради на неком новом материјалу, који треба да обезбеди жељене особине коначног производа, али и да буде одговарајуће конзистенције да би се испринтао“, рекао је он.

Његов тим ради на развоју метаматеријала. То су материјали који су својом структуром и по особинама изван конвенционалних материјала.  „У овом случају, 3Д принтинг је само алат којим се долази до одређеног циља, а тај циљ су метаматеријали са пажљиво контролисаном структуром и резултујућом функционалношћу“, истакао је наш саговорник.

Наводи да је 3Д штампом могуће дизајнирати нови метални, керамички или било који други материјал  са различитим механичким, оптичким, магнетним или електричним својствима. „Примера ради, захваљујући 3Д принтингу у стању смо да дизајнирамо и направимо структурирани (решеткасти) материјал  високе чврстоће, који је при томе и веома лак.  Такве материјале, који су изузетно важни  за авиоиндустрију и аерокосмотехнику, немогуће је добити традиционалним поступцима. Они се могу унапред дизајнирати да буду довољно лаки, али истовремено и довољно чврсти да издрже све спољне утицаје, било да је реч о високим или ниским температурама, зрачењу и сл. И управо у томе је предност  3Д штампе“, нагласио је наш саговорник.

У Лоренс Ливермору примењују различите методе 3Д шампе. Од екструзија (испрашивања) материјала, преко ласерског штампања металних прахова за израду одређених  металних структура, до микро стереолитографије где се за штампање користи полимер осетљив на УВ светлост. Недавно су развили и метод  холографске литографије.

Угљендиоксид као сировина?

Овај млади истраживач тренутно ради на пројекту електрохемијске конверзије угљендиоксида у корисне производе. „Циљ истраживања је развој науке и технологије која ће омогућити да се као основна сировина за производњу одређених производа, попут етилена, уместо нафтних деривата, користи угљендиоксид“, рекао је он.

Пројекат има изражен елколошки аспект. С једне стране, омогућава смањење нафтне пераде, која иначе производи велике количине угљендиоксида, а са друге стране постојећи угљендиоксид, уместо нуспојаве, постаје основна сировина за  производњу различитих корисних производа.

„Уколико желимо да наша планета опстане, морамо стварно да се потрудимо да смањимо нову емисију угљендиоксида, а затим и да покушамо да урадимо нешто корисно и са угљендиоксидом који се већ налази у атмосфери. То је у интересу свих нас. Све остало неће имати неку поенту ако не поведемо рачуна о животној средини и обезбедимо одрживи развој“, поручио је на крају др Никола Дудуковић.

поделите...
Share on Facebook
Facebook
Tweet about this on Twitter
Twitter
Bookmark the permalink.

Comments are closed.