النظارات المطلية بالليثيوم يمكنها أن تتيح لنا الرؤية في الظلام

يمكن للنظارات المطلية بمركب الليثيوم أن تسمح لمرتديها يومًا ما بالرؤية بوضوح في الظلام.

منذ أكثر من عقد من الزمن، ظل الباحثون يبحثون عن أفضل مادة خفيفة الوزن يمكنها تحويل ضوء الأشعة تحت الحمراء، الذي لا تستطيع العين البشرية رؤيته، إلى ضوء مرئي. والفكرة هي استبدال نظارات الرؤية الليلية، والتي غالبًا ما تكون ثقيلة ومرهقة.

حتى وقت قريب، كان المرشح الرئيسي هو زرنيخيد الغاليوم. والآن، اكتشفت لورا فالنسيا مولينا – من الجامعة الوطنية الأسترالية في كانبيرا – وزملاؤها أن طبقة مصنوعة من نيوبات الليثيوم، ومغطاة بشبكات ثاني أكسيد السيليكون، تؤدي أداءً أفضل.

تقول ماريا ديل روسيو كاماتشو موراليس، عضوة الفريق، وهي أيضًا في الجامعة الوطنية الأسترالية: “لقد مكنتنا التحسينات في التصميم وخصائص المواد من الحصول على تحويل أعلى بمقدار 10 مرات من ضوء الأشعة تحت الحمراء إلى الضوء المرئي مقارنة بفيلم زرنيخيد الغاليوم”.

من خلال سلسلة من التجارب، أظهر الفريق أن فيلم نيوبات الليثيوم يمكنه تحويل التصوير عالي الدقة من ضوء الأشعة تحت الحمراء بأطوال موجية 1550 نانومتر إلى الضوء المرئي بأطوال موجية 550 نانومتر. وهذا تجاوز قدرة زرنيخيد الغاليوم.

تتطلب نظارات الرؤية الليلية مرور جسيمات من ضوء الأشعة تحت الحمراء تسمى الفوتونات عبر عدسة وجهاز يسمى الكاثود الضوئي لتحويلها إلى إلكترونات. يتم بعد ذلك تحويل هذه الإلكترونات إلى فوتونات ضوئية مرئية عن طريق المرور عبر شاشة الفوسفور. تتطلب هذه العملية برمتها التبريد المبرد لمنع تشويه الصورة.

يقول مولينا إنه بالنسبة لفيلم نيوبات الليثيوم، فإنه يتعرض لضوء الأشعة تحت الحمراء المنبعث من جسم ما، والذي يتم إضاءته في نفس الوقت بضوء الليزر. يجمع الفيلم بين الأشعة تحت الحمراء وضوء الليزر، حيث يعمل الأخير على زيادة تردد الأول وتحويله إلى ضوء مرئي.

يقول كاماتشو موراليس إنه يمكن في يوم من الأيام صنع طبقة رقيقة من الغلاف البلاستيكي من نيوبات الليثيوم وشبكات ثاني أكسيد السيليكون ثم تغليفها فوق نظارات عادية لتحسين الرؤية الليلية.

وبينما كان الليزر لا يزال في مرحلة البحث، تم إعداده بحيث يمكن توجيهه بسهولة إلى الفيلم جنبًا إلى جنب مع ضوء الأشعة تحت الحمراء القادم من جسم ما. يقوم الفريق الآن بتجربة إنشاء مجموعة من أجهزة الليزر النانوية التي يمكن وضعها فوق طبقة نيوبات الليثيوم.

يقول كاماتشو موراليس إن هذا العمل هو خطوة تالية مهمة نحو معدات رؤية ليلية خفيفة الوزن، وربما فيلم يمكن تطبيقه على النظارات العادية. وتقول إنه يمكن أن يساعد أيضًا الطائرات بدون طيار على التنقل في الظلام، نظرًا لأن معدات الرؤية الليلية الحالية ثقيلة جدًا بحيث لا تستطيع بعض هذه المركبات حملها.