Een lichtprojector en een chemisch stofje zijn alles wat je nodig hebt om van doorzichtig stukje plastic een 3D-beeldscherm te maken.

Stel je voor dat een chirurg een plexiglas kubus in zijn hand houdt. Op die kubus is een 3D-lichtprojectie zichtbaar van een compleet orgaan van een patiënt. Na de operatie kan het stuk plastic simpelweg gewist worden en is het klaar voor de volgende patiënt. Dit kan zomaar eens de toekomst zijn, als het aan onderzoekers van het Darthmouth College en de Southern Methodist University ligt. Zij ontwikkelden een technologie, beschreven in het vaktijdschrift Chem, waarmee je elke stuk doorzichtig plastic kan transformeren tot 3D-beeldscherm.

Lees ook:

• Wetenschappers laten licht stilstaan in kristal
• Hologram brengt verborgen objecten aan het licht
• Wanneer is een hologram écht een hologram?

Lichtprojector en chemisch stofje

De techniek gebruikt een lichtprojector die specifieke golflengtes van rood en blauw licht afgeeft. Verder moet er een fotogevoelig chemisch stofje, bestaande uit azobenzeen en boor-fluoride, gemengd worden met het beoogde beeldscherm: doorzichtige polymeren zoals plexiglas.

Het rode licht van de projector wordt vervolgens in een heel specifiek patroon afgevuurd op het plastic. Het stofje reageert op dat licht door zelf ook licht te gaan uitzenden. Op dat moment ontstaat een beeld. En dat beeld is weer te wissen door blauw licht te gebruiken.

“Dit is als 3D-printen dat omkeerbaar is”, vertelt teamleider Ivan Aprahamian in een persbericht. “Je kunt elke polymeer nemen die de juiste optische eigenschappen heeft – namelijk doorzichtigheid – en het upgraden met onze chemische switch. Nu kan het polymeer dienen als een 3D-beeldscherm. Je hebt dus geen virtual reality-bril nodig of andere ingewikkelde apparatuur. Alles wat je nodig hebt is het juiste stukje plastic en onze technologie.”

3D-beeldscherm van orgaan

Dat beeldscherm kan tweedimensionaal zijn maar ook driedimensionaal. In het geval van de chirurg aan het begin van dit artikel kan dat zelfs leiden tot een medische 3D-projectie. Dat zou volgens de onderzoekers als volgt werken.

Je neemt röntgenfoto’s van bijvoorbeeld de borst van de patiënt vanuit verschillende hoeken. Elk van die foto’s laat je met licht ‘graveren’ op de plexiglas kubus. En voilà: er ontstaat een 3D-projectie van de binnenkant van de borst.

Animatie van een kat

Zo ver zijn de onderzoekers nu nog lang niet. Voor nu hebben ze diverse ‘simpele’ 2D- en 3D-beelden gemaakt en zelfs een animatie van een kat (zie hieronder). Die animatie ontstond door een patroon van zowel rood (graverend) en blauw licht (wissend) te gebruiken.

Er moeten nog heel wat verbeteringen worden aangebracht in de technologie. Zo willen Aprahamian en collega’s werken aan een hogere resolutie, een beter contrast en een hogere verversingsnelheid (in het geval van een animatie).

Maar opschaling is volgens hen zeker mogelijk. En met een geautomatiseerde lichtprojector en dito software zou zelfs iedereen in de toekomst 3D-lichtprojecties kunnen maken.

Bronnen: Chem, Darthmouth College via EurekAlert!

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!