Lenti a cristalli liquidi, una rivoluzione per l’ottica
Ogni giorno affrontiamo le incombenze di lavoro e quelle legate alla famiglia al meglio delle nostre possibilità, supportati da certi ausili ad alta tecnologia che sono indispensabili per raggiungere mille e un obiettivo. Abbiamo ormai acquisito una certa familiarità con concetti come quello di cristalli liquidi, i quali identificano uno stato intermedio nel quale si trova la materia: siamo tra un solido cristallino e un classico liquido. Le proprietà che questa duplice natura assegna ai cristalli liquidi sono molteplici e vanno dalla fluidità e l’attitudine alla formazione di gocce passando per proprietà tipiche dei cristalli: elastiche, ottiche e magnetiche.
Le applicazioni tecnologiche dei cristalli liquidi – scoperti nel 1888 dal botanico austriaco Friedrich Reinitzer – alle quali siamo abituati nel nostro quotidiano sono diverse, basta pensare alla loro presenza negli schermi LCD (liquid crystal display) delle televisioni che popolano le nostre case, ma anche in quelli di tablet e smartphone veri e propri assistenti tuttofare. Ma la scienza non si arresta mai e anzi è alla continua ricerca di nuove strade di sviluppo, in una tensione verso il futuro e l’innovazione. Ecco perché all’orizzonte compare il binomio di lenti occhiali e cristalli liquidi, pronto a scalzare la tradizionale leadership del vetro.
Lenti tecnologiche, ecco perché cambiano le carte in tavola
Da secoli l’uomo ha imparato a modellare il vetro e rifrangere la luce creando le lenti, perfette per definire, amplificare e mettere correttamente a fuoco immagini e oggetti vicini o lontani, supportando di fatto la vista. Negli ultimi anni, però, un gruppo di ricercatori dell’università di Harvard ha fatto passi da gigante nel campo della scienza ottica riuscendo a ingegnerizzare delle superfici ottiche piatte utilizzando milioni di micro-pilastri di quarzo trasparenti e sottilissimi.
Questi ultimi sono capaci di ripartire e modellare il flusso della luce esattamente come fanno le ‘classiche’ lenti di vetro, al netto però di tutti quei difetti che generalmente vanno a limitare l’impiego di tale materiale. Riuscire a ridurre le dimensioni degli obiettivi impiegati da smartphone, tablet e altri device elettronici è un obiettivo che travalica le normali metodologie di taglio e curvatura del vetro. Le lenti tecnologiche potrebbero soppiantare quelle attuali fatte in vetro, permettendo ad esempio la concreta miniaturizzazione all’interno di sensori e dispositivi per la diagnostica per immagini nell’ambito medico, ma non solo.
Ingegneria ottica e sviluppi per il futuro
Si parla di metalenti rivoluzionarie, che potranno essere concretamente riconfigurabili. Passi avanti importanti anche per quanto riguarda il futuro delle lenti da vista, dal momento che i cristalli liquidi si possono modellare termicamente, magneticamente, elettricamente o per via ottica. Questo consentirà di realizzare delle lenti flessibili.
All’orizzonte si profila dunque una vera rivoluzione per il mondo dell’ottica, che abbiamo imparato a conoscere in un certo modo dal Sedicesimo secolo in avanti. L’impiego delle metalenti apre un nuovo fronte per l’ingegnerizzazione del fronte d’onda, visto che potranno essere controllati ampiezza, polarizzazione e fase della luce. Quello della ‘luce riconfigurabile’ è dunque uno step decisivo nell’ambito della scienza ottica, che si basa proprio sull’elemento chiave dei cristalli liquidi.
