Rekordně tenká čočka. Kredit: Ludovica Guarneri & Thomas Bauer.

Dnešní kontaktní čočky jsou obstojně tenké. S novými čočkami týmu expertů ze Stanfordu a Universiteit van Amsterdam se ale v tomto směru měřit nemohou. Udělali nejtenčí čočku na světě, jejíž tloušťka činí pouhé tři atomy.

Logo. Kredit: Universiteit van Amsterdam.

Čočky fungují tak, že ohýbají světlo, které jimi projde a zaostřují ho do určitého bodu. Vhodně vytvořená čočka může vrátit člověku ostrý zrak, zvětšit nepatrné objekty pod lupou anebo v mikroskopu nebo třeba přiblížit nesmírně vzdálené vesmírné objekty v teleskopu. Čočky bývají vyrobené ze skla nebo z jiného průhledného materiálu. Může to být i hydrogel, jako v případě kontaktních čoček.

Ludovica Guarneri. Kredit. L. Guarneri.

Klasický design čoček ale přináší i nevýhody, včetně té, že čočky bývají masivní a těžké, obzvláště pokud jsou vyrobené ze skla. Kvůli tomu vznikl už v roce 1822 design Fresnelovy čočky, původně pro námořní majáky. Tyto čočky mají při podobných parametrech a stejném použitém materiálu podstatně nižší hmotnost než ty klasické.

Fresnelovy čočky využívají série koncentrických kruhů použitého materiálu, které ohýbají světlo do ohniska. Obětují jistou část kvality obrazu, ale přinášejí dramatické snížení tloušťky čočky. Ludovica Guarneriová z Universiteit van Amsterdam a její kolegové nedávno zatlačili na design extrémních Fresnelových čoček a prolomili rekord.

Vytvořili čočku o tloušťce 3 atomy, čili 0,6 nanometrů. Jde o nejtenčí čočku historie, která překonala rekord z roku 2016 a to hned více než 10krát. Tehdy vznikla čočka o tloušťce 6,3 nanometrů.

Novou rekordní čočku tvoří koncentrické kruhy disulfidu wolframu, které absorbují červené světlo. Následně ho vyzařují do ohniska, které je vzdálené 1 milimetr od povrchu. Během tohoto procesu vznikají krátkověké kvazičástice excitony, které se za krátký okamžik rozpadají a vyzařují světlo. Nová čočka ovlivňuje pouze červené světlo a jiné vlnové délky světla nikoliv, což by mohlo vést k zajímavým aplikacím, včetně rozšířené reality (augmented reality).

Video: The invention that fixed lighthouses

Literatura

New Atlas 31. 5. 2024.

Nano Letters 24: 6240–6246.