Учёные Российского химико-технологического университета им. Д. И. Менделеева совместно с коллегами из Южного федерального университета, Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» и Института общей физики им. А. М. Прохорова РАН разработали новый вид стёкол с высокими показателями преломления. В опытных образцах достигнут показатель n=1,81, который в дальнейшем планируют повысить с сохранением качества материала.
По словам авторов проекта, материал подходит для оптических систем таких устройств, как очки дополненной реальности, объективы смартфонных камер, микропроекторы, космические телескопы и медицинское оборудование. Исследователи отмечают устойчивую тенденцию к миниатюризации оптико-механических и электронных устройств и говорят, что с помощью их стёкол можно будет получать изображения высокого разрешения и включать в обычную «аналоговую» картинку цифровой контент.
Новый материал синтезировали методом закалки расплава оксида лантана, оксида ниобия и оксида бора (La₂O₃–Nb₂O₅–B₂O₃, LNB), выяснив корреляцию между составом и структурными особенностями. Показатель преломления LNB-стёкол регулируется от 1,71 до 1,98 путём изменения доли оксида ниобия. Достижение высокого преломления при этом сочетается с уменьшенным по сравнению с некоторыми аналогами весом.
Большую роль в исследовании играет понимание атомной структуры вещества. С ним LNB-оптика, по словам учёных, прокладывает «путь к разработке новых стеклянных пластин для передовых устройств дополненной реальности». Они также говорят о трудностях получения таких стёкол: изготовлении и изучении изучают образцов, подборе оптимального сочетания их компонентов, понимании особенностей самой структуры стекла.
Строение стекла сложнее и хаотичнее упорядоченной структуры кристалла, — отмечает инженер Роман Алексеев. — Чтобы увеличить показатель преломления, мы добавляем компоненты, которые способствуют некоторому упорядочению структуры стекла. И появляется риск его кристаллизации, то есть невозможность получения прозрачного материала и необратимое изменение всех остальных свойств. Поэтому мы исследуем структуру нового стекла, чтобы найти компромисс: максимально сохранить все свойства и не перейти грань, за которой начинается кристаллизация.
Результаты работы опубликованы в журнале Journal of Alloys and Compounds. О коммерциализации разработки пока ничего не известно.
Не пропускайте важнейшие новости о дополненной и виртуальной реальности — подписывайтесь на Голографику в Telegram, ВК и Twitter!
Далее: В первом поколении очков Apple будут дисплеи от Sony и LG, но LG хочет это исправить
