Chińscy naukowcy stworzyli soczewki kontaktowe pozwalające widzieć w ciemnościach, nawet z zamkniętymi oczami. Na łamach czasopisma "Cell" grupa neurobiologów i naukowców zajmujących się materiałoznawstwem z University of Science and Technology of China przedstawiła rewolucyjne soczewki, które przekształcają promieniowanie podczerwone na światło widzialne. Innowacyjne soczewki, w przeciwieństwie do tradycyjnych gogli noktowizyjnych, działają bez potrzeby zasilania, są też przejrzyste, co pozwala na jednoczesne obserwowanie światła widzialnego i podczerwonego. To daje nadzwyczajne zdolności. Widzenie w podczerwieni jest przy tym jeszcze lepsze, gdy użytkownicy mają zamknięte oczy.
"Nasze badania otwierają drogę do nieinwazyjnych urządzeń, które można założyć i które mogą dać ludziom nadzwyczajne zdolności widzenia" - podkreśla współautor pracy, neurobiolog Tian Xue. Jego zdaniem, wynalazek może mieć szereg natychmiastowych zastosowań, takich jak choćby przesyłanie z pomocą migającego światła podczerwonego informacji w celach bezpieczeństwa, ratownictwa, szyfrowania czy zwalczania podróbek.
Soczewki wykorzystują nanocząsteczki, które pochłaniają światło podczerwone i przekształcają je w promieniowanie o długości fal widzialnych dla naszych oczu (w zakresie 400-700 nm). Nanocząsteczki te są szczególnie wrażliwe w przypadku "bliskiej podczerwieni", czyli światła w zakresie 800-1600 nm, tuż poza granicą widzialności dla ludzkiego oka. Naukowcy wcześniej wykazali, że te nanocząsteczki, po ich wstrzyknięciu do siatkówki oczu u myszy, umożliwiają zwierzętom widzenie w podczerwieni, ale chcieli opracować mniej inwazyjną metodę.
Aby stworzyć te soczewki, zespół wbudował te nanocząsteczki w elastyczne, nietoksyczne polimery, które są stosowane w standardowych, miękkich soczewkach kontaktowych. Po potwierdzeniu, że soczewki nie wywołują niepożądanych reakcji, przetestowano ich funkcjonowanie zarówno na ludziach, jak i myszach.
W eksperymentach myszy noszące te soczewki wykazywały zachowania sugerujące, że mogą widzieć w podczerwieni. Na przykład, gdy myszom dawano do wyboru ciemne pudełko i pudełko oświetlone światłem podczerwonym, myszy z soczewkami wybierały ciemne pudełko, podczas gdy myszy bez soczewek nie wykazywały preferencji. Myszy te wykazywały również fizjologiczne oznaki widzenia w podczerwieni, źrenice myszy noszących soczewki zwężały się w obecności światła podczerwonego, a badania obrazowe mózgu ujawniły, że światło podczerwone aktywowało ich centra wzrokowe.
U ludzi soczewki kontaktowe umożliwiły uczestnikom wykrywanie migających sygnałów przypominających alfabet Morse'a oraz odbiór kierunku nadchodzącego światła podczerwonego. Bez tych soczewek kontaktowych dana osoba nie widzi nic, ale gdy je założy, wyraźnie widzi migotanie światła podczerwonego. Stwierdziliśmy również, że gdy ta osoba ma zamknięte oczy, odbiera migające informacje jeszcze lepiej, ponieważ bliska podczerwień skuteczniej penetruje powiekę, niż światło widzialne, więc jest mniej zakłóceń - mówi Xue.
Dodatkowa modyfikacja soczewek pozwala użytkownikom na rozróżnianie różnych fragmentów widma światła podczerwonego. Umożliwia to wykorzystanie nanocząsteczek, które różne długości fal podczerwieni kodują na różne barwy światłą widzialnego. Na przykład, długości fal podczerwonych 980 nm są przekształcane na światło niebieskie, długości fal 808 nm na światło zielone, a długości fal 1532 nm na światło czerwone. To nie tylko pozwala użytkownikom na odbiór większej ilości detali w widmie podczerwieni, ale może też pomóc osobom z daltonizmem rozróżniać długości fal, które inaczej byłyby dla nich nieczytelne.
Ze względu na bliskość siatkówki soczewki nie sprawdzają się przy próbach rozróżnienia drobnych szczegółów, ale zespół opracował również system wykorzystujących tę samą technologię okularów. To pozwoliło uczestnikom na odbiór informacji w podczerwieni w wyższej rozdzielczości.
Badacze zamierzają też pokonać ograniczenie związane z tym, że obecnie soczewki są w stanie wykrywać tylko promieniowanie podczerwone emitowane przez źródło światła LED. Pracują nad zwiększeniem czułości nanocząsteczek, by mogły wykrywać podczerwień o niższym natężeniu.
