Forskare vid University of Science and Technology of China har utvecklat banbrytande kontaktlinser som gör det möjligt för människor att se infrarött ljus – en del av ljusspektrumet som normalt är osynlig för det mänskliga ögat. Denna teknik fungerar till och med när ögonen är stängda, eftersom infrarött ljus kan tränga igenom ögonlocken mer effektivt än synligt ljus .
Hur fungerar tekniken?
Kontaktlinserna innehåller så kallade uppkonverterande nanopartiklar, som absorberar nära-infrarött ljus (800–1600 nanometer) och omvandlar det till synligt ljus (400–700 nanometer). Dessa partiklar är inbäddade i en flexibel och giftfri polymer, liknande materialet i vanliga mjuka kontaktlinser .
Tidigare forskning visade att injektion av dessa nanopartiklar i näthinnan kunde ge möss infrarött seende. Den nya metoden med kontaktlinser erbjuder en icke-invasiv lösning för både djur och människor .
Testresultat på möss och människor
I tester visade möss med kontaktlinserna beteenden som indikerade att de kunde se infrarött ljus. De föredrog mörka områden framför infrarött upplysta områden, till skillnad från möss utan linser. Pupillreaktioner och hjärnavbildning bekräftade också deras infraröda syn .
Mänskliga deltagare kunde identifiera blinkande infraröda signaler och avgöra riktningen på ljuset. Intressant nog förbättrades förmågan att uppfatta infrarött ljus när ögonen var stängda, eftersom ögonlocken blockerar synligt ljus men släpper igenom infrarött ljus mer effektivt .
Färgkodning och potentiella tillämpningar
Genom att justera nanopartiklarna kunde forskarna konvertera olika infraröda våglängder till specifika synliga färger: 980 nm till blått, 808 nm till grönt och 1532 nm till rött. Detta möjliggör inte bara en mer detaljerad uppfattning av infrarött ljus, utan kan också hjälpa färgblinda personer att se färger de annars inte kan uppfatta .
Potentiella användningsområden inkluderar:
- Säkerhets- och räddningsinsatser: Möjlighet att se i mörker utan behov av externa ljuskällor.
- Kommunikation: Överföring av information via blinkande infraröda signaler.
- Antiförfalskning: Identifiering av äkthet genom infraröda markeringar.
- Hjälpmedel för färgblinda: Förbättrad färguppfattning genom omvandling av svårupptäckta färger.
Begränsningar och framtida utveckling
För närvarande kan linserna endast detektera infrarött ljus från starka källor, såsom LED-lampor. Bildkvaliteten är begränsad på grund av ljusspridning nära näthinnan. För att förbättra detta har forskarna utvecklat ett glasögonsystem med samma teknik för högre upplösning .
Framtida mål inkluderar att öka känsligheten för att kunna detektera svagare infrarött ljus och förbättra den rumsliga upplösningen. Detta skulle kunna möjliggöra användning i naturliga miljöer utan behov av starka ljuskällor .
Sammanfattning
Forskare har utvecklat kontaktlinser som gör det möjligt för människor att se infrarött ljus, till och med med stängda ögon. Genom att använda uppkonverterande nanopartiklar omvandlas osynligt infrarött ljus till synligt ljus. Tekniken har testats framgångsrikt på både möss och människor och har potential för användning inom säkerhet, kommunikation och som hjälpmedel för färgblinda. Framtida förbättringar syftar till att öka känsligheten och bildkvaliteten för bredare tillämpningar.
Taggar:
- Teknik: Artikeln behandlar utvecklingen av avancerade kontaktlinser med infraröda sensorer, vilket är en teknisk innovation.
- Hälsa: Tekniken har potential att hjälpa färgblinda och personer med synnedsättningar.
- Fysik: Användningen av nanopartiklar för att omvandla ljusvåglängder involverar fysikaliska principer.
- Biologi: Studien inkluderar tester på biologiska organismer, såsom möss och människor.
Extra taggar:
- Optik: Tekniken bygger på ljusomvandling och optiska egenskaper.
- Nanoteknologi: Användningen av nanopartiklar är central i denna innovation.
Källor:
- Phys.org: Infrared contact lenses allow people to see in the dark, even with their eyes closed
- Cell: Infrared vision enabled via upconversion contact lenses
- Scientific American: These Contacts Let You See Infrared Light—Even with Your Eyes Closed
- The Guardian: Seeing infrared: scientists create contact lenses that grant ’super-vision’
