科学家开发出一种仿生软性透镜,它能像人眼一样因应不同光照而自动调节焦距。该研究的作者证明,配备这种透镜系统的标准光学显微镜因可对生物样本进行高分辨率成像而令纤毫毕现:如蚁腿上的细毛及花粉粒的裂片。Corey Zheng 和 Shu Jia 写道,他们的装置“凸显了光驱软体机器人技术在软体视觉系统、自主软体机器人、自适应医疗设备和下一世代可穿戴系统中的应用潜力。”人类和一些动物都拥有柔软、结构紧凑的“相机眼”,后者可通过改变透镜曲率而反射性地调节其焦距。然而,大多数现有的具有可调光学元件的仿生装置都需要电源或刚性机械马达,因此它们缺乏自主功能。为突破这些局限,Zheng 和 Jia 设计了一种光敏水凝胶软性透镜 (PHySL),它无需外部控制便可实现光调谐。PHySL 由嵌入的吸光氧化石墨烯水凝胶为基体,并内置了一个中央透镜。入射光可加热氧化石墨烯,致使水凝胶收缩,这会拉伸透镜——从而扩瞳并增焦。减少光照会使该凝胶冷却松弛,使透镜尺寸复原。研究人员将 PHySL 整合到一台明场显微镜中,证实其可在对多种样本成像时捕获微米级精细结构,如蜱虫的跗爪间隙与真菌样本内的单个纤维。这些图像堪比用标准显微镜物镜所采集的图像。此外,PHySL 在自然光下可对多层堆叠样本自动进行分层对焦,且在集成至光纤成像仪后,仍能在调制光照下保持对观测目标的稳定追踪。