Исследователи из Университета науки и технологий Китая заявили о создании контактных линз, которые позволяют человеку видеть в инфракрасном диапазоне, недоступном невооружённому глазу. В отличие от приборов ночного видения, контактным линзам не нужен источник питания, а их прозрачность позволяет одновременно воспринимать как инфракрасный свет, так и весь обычный видимый спектр. Этот прорыв может расширить диапазон человеческого зрения и помочь людям с дальтонизмом.
Длины волн света, которые могут видеть люди, составляют менее одной сотой процента от всего электромагнитного спектра. Разработанные учёными контактные линзы могут расширить человеческое зрение за пределы его естественного, но слишком узкого диапазона. По словам одного из исследователей, «более половины энергии солнечного излучения, существующей в виде инфракрасного света, остаётся незаметным для людей».
Радуга цветов, видимая людям, охватывает длины волн от 400 до 700 нанометров. Но многие другие животные воспринимают мир по-другому. Птицы, пчелы, олени и мыши могут видеть ультрафиолетовый свет, длины волн которого слишком коротки для восприятия человеком. У некоторых змей и летучих мышей имеются органы, которые обнаруживают дальнее инфракрасное или тепловое излучение, что помогает им охотиться за добычей.
Чтобы расширить диапазон человеческого зрения, учёные разработали так называемые «наночастицы апконверсии» (upconversion nanoparticles). Они воспринимают инфракрасное излучение и преобразуют его в видимый свет. В процессе исследования частицы поглощали волны ближнего инфракрасного диапазона с длиной волны от 0,9 до 1,7 мкм и преобразовывали его в видимый красный, зелёный или синий свет.
В ранних экспериментах на мышах исследователи вводили наночастицы апконверсии непосредственно под сетчатку глаза животных, но признав, что это «может быть нелегко воспринято людьми», разработали менее инвазивную технологию.
Учёные изготовили мягкие контактные линзы, содержащие разработанные ими наночастицы. При их использовании испытуемый смог увидеть мигание инфракрасного светодиода и определить местонахождение источника излучения. Любопытно отметить, что с закрытыми глазами восприятие инфракрасного диапазона улучшалось, так как глазные веки сильнее блокируют видимый свет, чем инфракрасный.
Пока созданные учёными линзы недостаточно чувствительны, чтобы воспринимать естественные низкие уровни инфракрасного света в дальнем инфракрасном диапазоне с длиной волны от 3 до 15 мкм, то есть не обеспечивают тепловое зрение. Но исследователи рассчитывают, что в ближайшем будущем материаловедам удастся разработать наночастицы с более высокой эффективностью, что позволит превратить контактные линзы в полноценный тепловизор.
Уже сейчас новая технология может применяться для помощи людям, страдающим дальтонизмом, чтобы преобразовать недоступную для больного часть спектра в видимую. А сообщения, переданные азбукой Морзе при помощи инфракрасного светодиода, смогут увидеть только владельцы контактных линз с наночастицами апконверсии.