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Scharf sehen auf Knopfdruck

Die klassische Lesebrille könnte bald der Vergangenheit angehören: Forscher haben eine Linse entwickelt, deren Fokussierung sich in weniger als einer Sekunde ein- und ausschalten lässt. Sie besteht aus einem so genannten Flüssigkristall, dessen optische Eigenschaften sich durch Anlegen einer Spannung verändern lassen. Erste Versuche zeigen, dass die Linsen bei Weitsichtigen als Brillenersatz dienen könnten, berichten die Wissenschaftler.

Altersweitsichtigkeit ist ein sehr verbreitetes Phänomen ? fast neunzig Prozent der Menschen über Fünfundvierzig sind davon betroffen. Dabei verliert die Linse ihre Elastizität, was die Naheinstellung des Auges erschwert und vor allem beim Lesen zu Problemen führt. Die häufigste Lösung für dieses Problem sind in zwei Bereiche aufgeteilte Brillen, von denen jeder eine eigene Fokussierstärke hat. Solche Zweistärken- oder Bifokalbrillen schränken aber das Gesichtsfeld des Trägers stark ein und können sogar Schwindelgefühle verursachen.

Die nun von Guoqiang Li von der Universität von Arizona in Tucson und seinem Team entwickelte Linse besteht aus konzentrischen Ringen aus kleinen, durchsichtigen Elektroden. Diese kontrollieren die optischen Eigenschaften einer dünnen, zwischen zwei Glasschichten eingespannten Schicht aus Flüssigkristall. Die Moleküle dieses Kristalls mit sowohl flüssigen als auch festen Eigenschaften orientieren sich neu, wenn eine Spannung angelegt wird und beeinflussen damit auch die Geschwindigkeit, mit der Licht den Kristall durchlaufen kann. Indem sie die Spannungen auf die einzelnen Elektrodenringe geschickt auswählen, können die Forscher eine bestimmte Fokussierung erreichen.

Diese neue Technologie funktioniert damit völlig anders als konventionelle Linsen, die durch eine festgelegte Form das Licht fokussieren. Die neuen, elektronisch betriebenen Linsen sind flach und bündeln das Licht mithilfe eines physikalischen Phänomens, das Beugung genannt wird: Lichtstrahlen, die verschiedene Ringe des Flüssigkristalls durchlaufen haben, verstärken sich gegenseitig oder löschen sich aus, und zwar genau so, dass die gewünschte Linsenstärke entsteht. Wird die Spannung ausgeschaltet, wird die Linse zu einer durchsichtigen Scheibe.

Die Vorteile von Brillen mit solchen dynamischen Linsen demonstrierten die Forscher an einem noch etwas unförmigen Prototypen: Die Brille funktioniert in eingeschaltetem Zustand wie eine Lesebrille und kann ganz einfach elektronisch ausgeschaltet werden, wenn der Träger in die Weite blickt. Die ersten dieser Brillen werden nur zwischen der normalen Sehstärke und der Lesekorrektur umschalten können, erklären die Forscher. Weitere Verbesserungen sind aber bereits geplant. So sollen Linsen mit automatischer Fokussierung und verschiedenen möglichen Fokussierstärken entwickelt werden.

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Guoqiang Li (Universität von Arizona, Tucson) et al.: PNAS, Online-Vorabveröffentlichung, doi:10.1073/pnas.0600850103 ddp/wissenschaft.de ? Andrea Boller
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