美國佐治亞理工學院的科研團隊近日在光學材料領域取得突破性進展，成功研發出全球首款無需外部能源驅動的仿生軟鏡片。這項被命名為光響應水凝膠軟透鏡（PHySL）的創新裝置，通過模擬人眼瞳孔與晶狀體的協同調節機制，實現了對光照強度的自主感知與焦距動態調整。相關研究成果已正式發表于《科學·機器人》期刊。

該裝置的核心結構由熱響應水凝膠基體與嵌入式氧化石墨烯層構成，中央集成微型光學透鏡。當環境光照增強時，氧化石墨烯納米片吸收光能并轉化為熱能，引發水凝膠網絡發生可控收縮。這種形變通過機械聯動使中央透鏡曲率半徑增大，同時模擬瞳孔擴張效應，實現焦距延長與進光量調節的雙重功能。光照減弱時，凝膠通過熱擴散迅速恢復初始形態，整個調節過程在毫秒級時間內完成。

與傳統依賴電機驅動或電子傳感器的光學系統相比，PHySL的最大創新在于完全摒棄了剛性組件和外部電源。研究團隊通過將氧化石墨烯的寬光譜光熱轉換特性與水凝膠的熱致形變特性相結合，構建出具有環境自適應能力的智能光學界面。這種仿生設計不僅減輕了系統重量，更突破了傳統設備在復雜光照環境下的應用局限。

在顯微成像實驗中，集成PHySL的改良型明場顯微鏡展現出優異性能。研究人員成功獲取了螞蟻腿部剛毛、花粉顆粒表面紋飾、蜱蟲足端爪刺等微米級結構的清晰圖像，其分辨率與采用標準物鏡的傳統顯微鏡相當。特別值得注意的是，該系統在多層生物樣本的動態觀測中，能夠根據光照條件變化自動維持最佳成像焦面，顯著提升了復雜場景下的觀測效率。

該成果標志著光驅動軟體材料技術從實驗室走向實用化的重要跨越。作為近年來興起的前沿領域，光致形變材料通過將光能直接轉化為機械能，為微型機器人、人工肌肉等智能系統開辟了新的技術路徑。PHySL的設計理念不僅為自適應光學系統提供了全新解決方案，更展示了材料科學與生物仿生學的深度融合如何催生顛覆性創新。