Ученые из Китайского университета науки и технологий разработали контактные линзы, которые позволяют видеть в инфракрасном диапазоне — даже сквозь закрытые веки. Исследование опубликовано в журнале Cell.
В отличие от громоздких приборов ночного видения, эти линзы не требуют внешнего питания. Они работают за счет наночастиц с повышающим преобразованием, которые превращают невидимый инфракрасный свет (длина волны 800–1600 нм) в видимый диапазон (400–700 нм), понятный глазу человека.
Как это работает
Наночастицы внедрены в мягкий полимер, аналогичный тому, что используется в обычных контактных линзах. Эти частицы поглощают несколько фотонов инфракрасного света и излучают один фотон более высокой энергии — в видимом спектре.
В предварительных экспериментах с мышами исследователи заметили: животные, надевшие линзы, предпочитали укрытие в темных местах по сравнению с теми, где был включен инфракрасный свет. Это указывало на то, что мыши могут видеть ИК-сигналы.
Затем линзы опробовали 10 добровольцев. С линзами они смогли различать вспышки инфракрасного света (например, сигналы в азбуке Морзе) и определять направление, откуда идет излучение от ИК-светодиодов.
«Без линз человек ничего не видит. С линзами — он ясно видит мерцание ИК-света», — объясняет ведущий автор исследования, нейробиолог Тянь Сюэ.Интересно, что с закрытыми глазами результат был даже лучше:«Ближний инфракрасный свет проникает сквозь веко эффективнее, чем видимый, поэтому меньше помех от внешнего света», — добавил Сюэ.
Возможности и ограничения
Разработчики модифицировали линзы, чтобы участники могли различать разные спектры ИК-излучения. Например, волны длиной 980 нм преобразуются в синий свет, а 808 нм — в красный.
Однако пока технология далека от полноценного «суперзрения»: участники могли видеть лишь сигналы от светодиодов, но не различали детали окружающей среды. Это связано с тем, что линзы рассеивают свет. Чтобы улучшить четкость, ученые разработали прототип очков, работающих по тому же принципу. С ними участники смогли видеть простые инфракрасные узоры и четкие формы, но все еще не получили полноценных визуальных возможностей.
Исследователи планируют доработать материал, чтобы увеличить чувствительность и пространственное разрешение. Это может открыть путь к практическому применению линз в спасательных операциях, безопасной передаче информации и других областях.
«Наше исследование открывает потенциал для неинвазивных носимых устройств, которые дадут людям суперзрение», — говорит Сюэ.
Создана микрометровая, заряжаемая слезами батарея, чтобы питать умные контактные линзы