Китайские ученые разработали революционные контактные линзы, способные наделить человека возможностью видеть инфракрасный свет — часть электромагнитного спектра, которая в обычных условиях остается невидимой для человеческого глаза. В отличие от громоздких приборов ночного видения, эти линзы не нуждаются во внешнем источнике питания и сохраняют прозрачность, позволяя видеть как инфракрасное, так и обычное видимое излучение одновременно, пишет The Guardian.
Разработка принадлежит исследовательской группе под руководством профессора Тяня Сюэ из Университета науки и технологий Китая. По его словам, это открытие открывает путь к созданию носимых устройств нового поколения — линз, очков и других технологий, которые смогут расширить визуальные возможности человека, предоставив так называемое сверхзрение. Одним из потенциальных направлений применения может стать помощь людям с дальтонизмом — за счет преобразования недоступных им длин волн в видимый диапазон.
Видимый свет для человека ограничен диапазоном длин волн от примерно 400 до 700 нанометров, тогда как большая часть солнечного излучения — это инфракрасные лучи, которые наш глаз не может воспринимать. Многие животные, включая змей, мышей и некоторых насекомых, способны улавливать ультрафиолетовое или инфракрасное излучение. Исследователи задались целью преодолеть это ограничение человеческого зрения с помощью технологии, основанной на особых наночастицах, называемых upconversion nanoparticles. Эти частицы способны поглощать инфракрасный свет и переизлучать его в видимом диапазоне — красном, зеленом или синем.
Ранее ученые уже демонстрировали возможность наделить мышей инфракрасным зрением, вводя такие наночастицы под сетчатку глаза. Однако для использования у людей подобный инвазивный подход оказался неприемлемым. В новом исследовании, опубликованном в журнале Cell, команда разработала мягкие контактные линзы, внутрь которых встроены эти наночастицы. В результате носитель таких линз может, например, видеть сигналы инфракрасного светодиода, зашифрованные азбукой Морзе, а также определять направление, откуда исходит инфракрасное излучение.
Интересной особенностью оказалось то, что эффект усиливался при закрытых глазах: веки блокируют больше видимого света, чем инфракрасного, и потому сигнал воспринимается четче. Однако пока что чувствительность линз недостаточна для того, чтобы видеть слабое природное инфракрасное излучение, например, тепло от живых объектов — так называемое тепловое зрение. Исследователи подчеркивают, что для этого требуется разработка новых, более эффективных наночастиц.
Даже при текущем уровне развития технология может найти практическое применение. К примеру, инфракрасные сигналы можно использовать для передачи секретных сообщений, которые будут видны только тем, кто носит такие линзы. Также метод может быть адаптирован для помощи людям с нарушением восприятия цвета — за счет преобразования недоступных для их зрения длин волн в воспринимаемые.
Таким образом, разработка китайских ученых открывает новые горизонты в области сенсорных технологий и показывает, насколько близко мы подошли к возможности радикального расширения границ человеческого восприятия.