Рак-богомол вдохновил ученых на создание поляризационной камеры

Используя знание об особенностях работы глаз рака-богомола, исследователи смогли создать сверхчувствительную камеру, фиксирующую как цвет, так и поляризацию света. Эти членистоногие известны одними из наиболее сложно устроенных органов зрения на Земле, с 16 различными видами цветовых рецепторов и возможностью воспринимать шесть каналов поляризации. Статья с результатами опубликована в журнале Optica.

«В животном царстве много существ, обладающих гораздо более чувствительными и сложными глазами, чем наши, — говорит соавтор работы Виктор Груев из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне. — Такие животные воспринимают явления природы, невидимые человеку. Один из примеров подобного явления — поляризация света, то есть изменение направления колебания электромагнитной волны. В то время как большинство людей знакомы с поляризационными очками, убирающими блики, многие животные используют поляризационное зрение как скрытый канал связи для поиска еды и даже для навигации, улавливая поляризационные изображения неба».

Ученые позаимствовали у рака-богомола структуру глаз, состоящую из наслоенных друг на друга рецепторов. Такой способ организации позволяет реализовать цветное зрение, так как более короткие длины волн поглощаются во внешних слоях, а вглубь проникают преимущественно длинные. Также специфическая периодическая форма расположения рецепторов на наноуровне позволяет им «чувствовать» поляризацию. Авторы реализовали идею в виде наслоенных кремниевых фотодетекторов, дополненных металлическими нанопроволоками.

В результате получилась недорогая камера, не требующая долгой подготовки к работе. Применять ее можно будет для того, чтобы находить раковые клетки, отслеживать изменения в окружающей среде и расшифровывать скрытое общение подводных существ. «Идея о том, что можно диагностировать рак на ранних стадиях, — это то, что подталкивало нас в этом исследовании, — поясняет Груев. — Стоимость этой технологии менее 100$, что сможет обеспечить качественное здравоохранение в удаленных местах по всему миру».