合成虹膜堪比人眼

一种人工虹膜受到阳光照射后，可在没有任何其他外部控制的情况下自动打开和关闭，就像人眼中的虹膜一样。这能帮助改进相机，最终修复受损的人眼，或者控制对周边环境作出反应的微型机器人。相关成果日前发表于《先进材料》杂志。

在人类和很多其他动物的眼中，瞳孔是一个让光线进入眼球内部的孔。虹膜则是眼睛里带颜色的那部分—— 一个控制瞳孔大小并且调节多少光线能通过的薄圆圈。

在强光下，虹膜收缩以便使瞳孔缩小，从而保护眼睛里向大脑发送视觉信号的敏感视网膜。在黑暗中，虹膜打开以便让更多光线进入，从而使人们看见事物。相同的概念被用于相机。相机的光圈可打开或关闭，以便让适量光线进入，从而产生图像。

这种人工光圈通常需要告诉它们何时打开或关闭的外部传感器。但如今，来自芬兰坦佩雷理工的 Arri Priimgi 和同事创建了可自身打开和关闭的人工光圈。

为制造合成虹膜，他们从直径为 14 毫米的极薄碟状物入手。12 个放射状“花瓣”从碟状物中间穿过，但没有到达边缘——就像没有切好的比萨饼。碟状物由对热作出响应并改变形状的橡胶材料——聚合液晶弹性体制成。

在黑暗中，每个“花瓣”是向外弯曲的，在中间留下一个像瞳孔一样的圆孔。为使虹膜像人眼一样对光线而不是热作出响应，研究人员向它们的液晶混合物中加入一种红色染料。当蓝色视力或绿色的光线照到染料上，它就会升温，触发“花瓣”弯曲回来并且关闭圆孔。

该团队受到这一事实的驱动，即目前使用的治疗眼疾患者的人工虹膜无法改变瞳孔的大小——它们基本上只是固定的隐形眼镜。由于瞳孔大小是固定的（通常非常小）且只适合强光，病人在黑暗中会丧失大部分。