Las lentes mecánicas son lentas y se desgastan por el demasiado uso. Ahora, la compañía china Xiaomi informó que ha desarrollado una nueva lente líquida que, si funciona como dice, puede cambiar la manera en la que vemos el mundo a través de aparatos digitales, tan rápido como a finales de este mes de marzo, a bordo de uno de sus teléfonos móviles.
Las lentes líquidas existen desde hace más de 10 años. Llegaron a los laboratorios en el 2007 y hoy son hoy fundamentales en aplicaciones industriales como la inspección de productos en fábricas o la lectura de códigos de barras de alta velocidad. Estas aplicaciones necesitan cámaras ultra-rápidas capaces de sobrevivir cientos de cambios de distancia focal por minuto.
Una lente líquida es capaz de variar su distancia focal de forma dinámica e instantánea usando un método denominado ‘electrowetting’. En vez utilizar lentes de cristal y motores mecánicos para variar la distancia focal, una lente líquida utiliza un líquido como el agua y una sustancia hidrofóbica como el aceite. Las moléculas del agua crean la forma de una cuenta al estar en contacto con la capa hidrofóbica. En el otro lado de la sustancia hidrofóbica hay un metal. Al aplicar distintas cargas eléctricas al agua y al metal, las moléculas de la primera se sienten atraídas con mayor o menor intensidad al metal, cambiando su forma instantánea.
Como resultado e esto la lente líquida no sólo puede capturar cualquier tipo de escena, sino que además puede variar su distancia focal de forma continua, sin pasos intermedios, o pasando de un potente zoom a un gran angular. Si esta lente del nuevo celular de Xiaomi tiene éxito, las implicaciones irán más allá de la fotografía móvil.
El funcionamiento por dentro
En junio del 2020, la revista Optics Mag afirmaba que «Lo que tienen de especial las lentes líquidas es que pueden cambiar de forma y alterar drásticamente su distancia focal sin partes mecánicas. Aún mejor, esto se puede hacer en solo milisegundos, tan rápido que ni siquiera se dará cuenta de que está sucediendo. En teoría, esto significa que podría reemplazar múltiples lentes de diferentes distancias focales con una sola lente líquida».
«Dado que la lente líquida no necesita cambiar su distancia relativa al sensor de imagen para cambiar su distancia focal, también se puede hacer mucho más pequeña que las lentes mecánicas voluminosas a las que estamos acostumbrados. Pero, ¿cómo una lente líquida altera su forma y cambia su distancia focal?»
«La velocidad a la que una lente líquida puede cambiar de forma puede parecer mágica, pero en realidad es muy científica. Si se coloca una gota de líquido sobre una superficie hidrófoba (algo que repele los líquidos), las moléculas del líquido se unirán y formarán una gota, ya que son repelidas por la naturaleza hidrófoba de la superficie».
«Cuando se aplica un campo eléctrico a ese líquido y a otro material conductor como el aluminio que está en el lado opuesto de la barrera hidrofóbica, el líquido se vuelve atraído electrostáticamente por el aluminio. Las moléculas que componen el líquido se esparcirán cuando intenten alcanzar el aluminio, lo que hará que la gota de agua cambie de forma drásticamente. Este proceso se llama electrohumectación y es la base de la tecnología de lentes líquidas».
«Cuanto más fuerte sea el campo eléctrico que se aplica, más atraído será el líquido por el material conductor. Esto significa que el agua se esparcirá más a medida que se esfuerce por alcanzar el material conductor a través de la barrera. Al variar la cantidad de electricidad utilizada, el líquido puede verse obligado a adoptar muchas formas. Si ese líquido se usa como lente, entonces las diferentes formas en las que cambia cada una tienen una distancia focal diferente que puede alterar drásticamente la imagen que capta el sensor».
Las ventajas
Además de tener múltiples lentes en una sola, tiene la capacidad de cambiar el enfoque y la distancia focal en milisegundos, sin piezas mecánicas que se dañen, excelente vida útil, es mucho más pequeña que las lentes tradicionales, la estabilización de imagen es superior, también tiene habilidades de enfoque cercano, y alta eficiencia energética.
Mientras que las mejores cámaras móviles pueden enfocar en 350 milisegundos, las lentes líquidas pueden hacerlo en dos milisegundos.
Se avecina una nueva era en el mundo de las cámaras, los celulares y muchas más aplicaciones. Nos daremos cuenta de una vez.
(Con datos de Agencias, El Confidencial y Optics Mag)
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