השראה מהטבע לפיתוח אופטי צבאי

This post is also available in: English (אנגלית)

בקשת פטנט שהוגשה לאחרונה חושפת מחקר חדשני של צבא ארה"ב בתחום הציפוי נגד החזרת קרני אור, השואב את השראתו מעולם החי. הטכנולוגיה לא רק תשפר את הרכיבים האופטיים בהם משתמשים חיילים, היא גם יכולה לשמש להגברת היעילות של פאנלים סולאריים, לצמצם את הבוהק של מסכי טלוויזיה שטוחים, שלטי חוצות ועוד.

חרק העש הוא יצור לילי, שעיניו בעלות מבנה מדורג כך שקרני האור אינן מוחזרות על ידו אלא נשברות. "שטח הפנים של עינו של העש מכוסה בבליטות בגובה של כ-200nm כל אחת, ובמרחק כ-300nm בין מרכזי הבליטות. כיוון שהבליטות קטנות יותר מאורך הגל של האור הנראה, האור הנראה רואה את המשטח… בצורה שמצמצמת החזר אור על ידי הסרת הממשק אוויר-עדשה. בדרך זו, הבליטות מהוות עבור עיניו של העש כציפוי נגד החזרת אור", כך נאמר בבקשת הפטנט של הצבא האמריקאי.

וינסנט שני (Schnee) מהמינהל לחיישנים אלקטרונים וראיית לילה בצבא ארה"ב הוא הגורם היחיד החתום על הבקשה. במקום ללטש באמצעות לייזר כל אלמנט אופטי, משימה שיכולה לקחת ימים רבים, החשיבה של שני דומה יותר למפעיל מכבש במערכת עיתון.

המסמך מסביר כי השלב הראשון הוא לכסות צילינדר סיליקון בדפוס דמוי עין העש, בעזרת ליתוגרפיה של שני פוטונים, טכניקת הדפסה מיקרו-תלת מימדית, שמשתמשת בקרן לייזר ממוקדת במיוחד. לאחר מכן הצילינדר המלוטש משמש כחותמת מתגלגלת, שמפעילה לחץ על הדפוס הזה על העדשה האופטית, בעזרת אפוקסי עם ננו-חלקיקי גרמניום (יסוד כימי מתכתי) שמשמשים בתור דיו.

החומר המשמש ליצירת הננו-שכבה דמויית עין העש משמש לא רק להאצת תהליך הייצור אלא גם יכול להוות את אותו חומר כמו האלמנט האופטי, לפי בקשת הפטנט שמצטט techlinkcenter.org.

"דבר זה מאפשר התאמה מושלמת שלא מושגת באמצעות ציפויים שכבות קונבנציונליים נגד החזר אור".