Los ojos de una criatura marina de 500 millones de años inspiran una revolucionaria cámara de alta tecnología
Trilobites fósiles.
Hace 500 millones de años, los océanos estaban repletos de billones de trilobites, un grupo extinto de artrópodos marinos que han dominado los mares durante más de 270 millones de años. Hasta la fecha se han descrito más de 20.000 especies.
Todos los trilobites tenían un amplio rango de visión, gracias a los ojos compuestos: ojos únicos formados por decenas a miles de pequeñas unidades independientes, cada una con su propia córnea, cristalino y células sensibles a la luz. Pero un grupo Dalmanitina social, era excepcionalmente clarividente. Sus ojos bifocales, cada uno montado sobre varillas y compuestos por dos lentes de calcita que dirigían la luz en diferentes ángulos, permitían a estas criaturas marinas ver simultáneamente presas flotando cerca y enemigos distantes acercándose desde lejos. .
Esta ilustración muestra la estructura de la lente de un trilobites extinto.
Inspirado en los ojos de D.socialisinvestigadores de Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) han desarrollado una cámara en miniatura con una lente bifocal con una profundidad de campo récord: la distancia en la que la cámara puede producir imágenes nítidas en una sola foto. La cámara puede tomar imágenes simultáneamente de objetos a una distancia de hasta 3 centímetros y de hasta 1,7 kilómetros.
Los investigadores fabricaron un conjunto de lentes diminutas llamadas lentes de metal que fueron especialmente diseñadas para manipular la luz de formas específicas. Al igual que la estructura cristalina de las lentes de trilobites, los investigadores diseñaron las lentes metálicas para que estuvieran compuestas por millones de diminutos pilares rectangulares de óxido de titanio a nanoescala. La forma y orientación de los nanopilares enfocan la luz de tal manera que actúan simultáneamente como una lente macro (para objetos cercanos) y una lente telefoto (para objetos distantes).
Ilustración de cómo los metalenos modelados en la lente compuesta de un trilobite se enfocan simultáneamente … [+]
Se utiliza un software especial para generar una imagen final y corregir defectos como la borrosidad y la aberración del color.
Los metalenses y el software se pueden utilizar para desarrollar nuevos sistemas de cámaras de alta tecnología. Estas cámaras livianas de campo profundo prometen revolucionar los futuros sistemas de imágenes de alta resolución. En particular, las cámaras aumentarían en gran medida la capacidad de producir imágenes muy detalladas de paisajes y capturar objetos de diferentes colores, formas y tamaños en una sola toma.
Los investigadores del NIST Amit Agrawal y Henri Lezec, junto con sus colegas de la Universidad de Maryland en College Park y la Universidad de Nanjing, describen su trabajo en línea en la edición de abril de Naturaleza Comunicación.
