倫敦大學(xué)瑪麗女王學(xué)院（Queen Mary University of London）研究團(tuán)隊(duì)在《先進(jìn)功能材料》（Advanced Functional Materials）期刊發(fā)表成果，展示了一款可電控變焦的軟體透鏡原型。該設(shè)備直徑僅12.5毫米，通過介電彈性體致動器與還原氧化石墨烯透明電極結(jié)合，實(shí)現(xiàn)無電機(jī)、無機(jī)械移動部件的靜音對焦。研究由詹姆斯·巴斯菲爾德教授（James Busfield）主導(dǎo)，目前仍處于實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證階段。

傳統(tǒng)光學(xué)對焦系統(tǒng)依賴物理移動剛性鏡片，存在增加重量、產(chǎn)生噪音及機(jī)械磨損等問題，尤其在微型化設(shè)備中極為受限。為突破這一瓶頸，團(tuán)隊(duì)采用變形軟體透鏡替代位移剛性透鏡的方案。核心難點(diǎn)在于如何在可控變形的同時(shí)保持光學(xué)透明度。

團(tuán)隊(duì)利用介電彈性體致動器模擬肌肉收縮原理，在電場作用下發(fā)生橫向伸縮以改變鏡片曲率。針對傳統(tǒng)導(dǎo)電電極不透明且多置于邊緣導(dǎo)致模組擴(kuò)大的問題，研究人員將還原氧化石墨烯分散于四氫呋喃溶劑中，直接噴涂于彈性膜下方作為透明電極。該材料兼顧導(dǎo)電性與透光性，大幅壓縮了內(nèi)部設(shè)計(jì)空間。

實(shí)驗(yàn)表明，電極涂覆密度需平衡：過低則電阻過大，過高則遮擋光線。Zui終方案選定可見光透射率約32%的涂層密度，在保留圖像清晰度的前提下實(shí)現(xiàn)有效形變。測試中，透鏡焦距在30至36毫米之間調(diào)節(jié)，雖范圍有限但成功驗(yàn)證了純電控變形對焦原理。

原型制造采用12.5毫米平凸聚二甲基硅氧烷（PDMS）鏡片貼合透明致動器。工藝上先將3M VHB 4905丙烯酸膠帶預(yù)拉伸，使膜厚從500微米降至約50微米，實(shí)現(xiàn)十倍減薄以提升電場響應(yīng)靈敏度，隨后噴涂石墨烯墨水并揮發(fā)溶劑完成組裝。

該技術(shù)目標(biāo)應(yīng)用場景包括緊湊型自動對焦相機(jī)、可穿戴顯示設(shè)備、虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（VR/AR）目鏡及微型醫(yī)療成像儀器，旨在消除傳統(tǒng)機(jī)械對焦模塊的重量與復(fù)雜度。作者指出，盡管當(dāng)前透射率仍有提升空間，且表面粗糙度與長期耐久性需進(jìn)一步優(yōu)化，但該“電極置于鏡片正下方”的設(shè)計(jì)思路為光學(xué)系統(tǒng)微型化提供了新路徑。后續(xù)工作將聚焦墨水配方改良、噴涂均勻性提升及實(shí)際工況下的穩(wěn)定性測試。