Έρευνα: Φακοί επαφής για… να βλέπετε στο σκοτάδι!

Οι υπέρυθρες κάμερες που χρησιμοποιούνται στον στρατό και σε εφαρμογές ασφάλειας θα μπορούσαν να γίνουν περιττές μετά την παρουσίαση των πρώτη φακών επαφής που επιτρέπουν στον χρήστη να βλέπει στο σκοτάδι.

Οι φακοί επαφής που παρουσιάζονται στην έγκριτη επιθεώρηση Cell περιέχουν νανοσωματίδια που μετατρέπουν την υπέρυθρη ακτινοβολία σε ορατό φως.

Δεν απαιτούν παροχή ενέργειας όπως οι θερμικές κάμερες και είναι διάφανοι, κάτι που σημαίνει ότι ο χρήστης βλέπει ταυτόχρονα τα ορατά χρώματα και την υπέρυθρη ακτινοβολία.

«Η μελέτη μας ανοίγει το δρόμο για μη επεμβατικές φορετές συσκευές που χαρίζουν στους ανθρώπους υπερόραση» δήλωσε ο Τιαν Σουέ, νευροεπιστήμονας του Κινεζικού Πανεπιστημίου Επιστήμης και Τεχνολογίας στο Χεφέι.

«Υπάρχουν πολλές πιθανές εφαρμογές» πρόσθεσε. «Για παράδειγμα, υπέρυθρα φώτα που αναβοσβήνουν θα μπορούσαν να μεταδίδουν πληροφορίες σε εφαρμογές ασφάλειας, διάσωσης, κρυπτογράφησης και εντοπισμού πλαστών προϊόντων» είπε.

Το ανθρώπινο μάτι βλέπει μήκη κύματος από 400 έως 700 νανόμετρα, ή δισεκατομμυριοστά του μέτρου. Οι νέοι φακοί επεκτείνουν το εύρος στην περιοχή του εγγύς υπέρυθρου, από τα 800 έως τα 1.600 νανόμετρα, η οποία αντιστοιχεί χονδρικά στην εκπομπή θερμικής ακτινοβολίας.

Ορισμένα ζώα όπως τα φίδια διαθέτουν εξειδικευμένα όργανα που αντιλαμβάνονται το εγγύς υπέρυθρο και βλέπουν τη θερμότητα της λείας τους στο σκοτάδι.

Η ομάδα του Σουέ πρόσθεσε νανοσωματίδια σπάνιων γαιών, όπως το υττέρβιο και το έρβιο, στο μείγμα πολυμερών από το οποίο παράγονται συνήθως οι φακοί επαφής. Τα σωματίδια αυτά απορροφούν το υπέρυθρο φως και το επανεκπέμπουν στο ορατό φάσμα.

Σε προηγούμενη μελέτη τους, ο κινέζοι ερευνητές είχαν επιβεβαιώσει ότι τα νανοσωματίδια χαρίζουν υπέρυθρη όραση σε ποντίκια όταν εγχυθούν με ένεση στον αμφιβληστροειδή. Τα θετικά αποτελέσματα τους ενέπνευσαν να αναζητήσουν μια λιγότερο επεμβατική προσέγγιση.

Το πρωτότυπο των φακών δοκιμάστηκε αρχικά σε ποντίκια, τα οποία έδειξαν να αντιδρούν στο φως μιας σειράς υπέρυθρων LED. Τα πειραματόζωα προτιμούσαν να κρύβονται σε ένα σκοτεινό κουτί παρά σε ένα κουτί που φωτιζόταν με υπέρυθρο φως, το οποίο κανονικά δεν θα έβλεπαν. Επιπλέον, οι κόρες των ματιών τους συστέλλονταν στις υπέρυθρες λάμψεις.

Οι δοκιμές συνεχίστηκαν σε ανθρώπους, οι οποίοι ανέφεραν ότι μπορούσαν να δουν ένα υπέρυθρο LED που αναβόσβηνε σαν κώδικας Μορς.

Μάλιστα η απόδοση των φακών βελτιωνόταν όταν οι εθελοντές έκλειναν τα μάτια, καθώς η υπέρυθρη ακτινοβολία διαπερνά τα βλέφαρα πολύ καλύτερα από ό,τι το ορατό φως.

Σε αντίθεση με τις θερμικές κάμερες, οι οποίες συνήθως δίνουν ασπρόμαυρη εικόνα, οι νέοι φακοί επιτρέπουν στον χρήστη να βλέπει τα υπέρυθρα μήκη κύματος ως διαφορετικά χρώματα ορατού φωτός.

Για παράδειγμα, το υπέρυθρο μήκος κύματος των 980 νανομέτρων μετατρέπεται σε μπλε φρως, τα 808 νανόμετρα σε πράσινο και το 1.532 νανόμετρα σε κόκκινο.

Σε κάθε περίπτωση, το πρόβλημα είναι ότι τα νανοσωματίδια σκεδάζουν το φως, κάτι που σημαίνει ότι η τελική εικόνα είναι κάπως θολή. Για να αυξήσουν την ανάλυση, οι ερευνητές δημιούργησαν υπέρυθρα γυαλιά που βασίζονται στα ίδια σωματίδια αλλά διαθέτουν και επιπλέον φακούς που εξουδετερώνουν τη σκέδαση.

Οι φακοί επαφής δοκιμάστηκαν μόνο με υπέρυθρα LED και όχι σε πραγματικές συνθήκες, ωστόσο ο Σουέ και οι συνεργάτες του πιστεύουν ότι μπορούν να αυξήσουν την ευαισθησία των σωματιδίων ώστε ο χρήστης να βλέπει άνετα στο σκοτάδι.

Οι ερευνητές υποστηρίζουν επίσης ότι η ίδια προσέγγιση θα μπορούσε να αξιοποιηθεί σε φακούς επαφής που επιτρέπουν σε άτομα με δυσχρωματοψία να αντιλαμβάνονται περισσότερα χρώματα.

Κάποιος που δεν βλέπει το κόκκινο χρώμα, είπε ως παράδειγμα ο Σουέ, θα μπορούσε να φορά φακούς που μετατρέπουν το κόκκινο φως σε πράσινο.

*Από τον Βαγγέλη Πρατικάκη