В последние годы технологии зрения существенно продвинулись с появлением контактных линз, способных преобразовывать инфракрасные волны в видимый спектр. Эти линзы, не требующие источника питания, позволяют пользователям видеть в темноте, не прибегая к громоздким очкам ночного видения. Исследование опубликовано в журнале Cell.
![]()
Фото из открытых источников
Очки ночного видения работают за счёт улавливания тепла, которое многие живые существа и машины излучают в диапазоне, невоспринимаемом человеческим глазом. Они преобразуют эти длинные волны в фотоны, видимые для людей, что позволяет различать объекты в условиях низкой освещённости. Новые контактные линзы выполняют аналогичную функцию, но в компактном формате, позволяя пользователям видеть как привычные объекты, так и модифицированные инфракрасные сигналы.
Интересно, что некоторые материалы могут поглощать электромагнитное излучение и излучать его на более длинных волнах. Например, шерсть млекопитающих светится в темноте, преобразуя ультрафиолетовое излучение в видимый свет. Однако процесс, при котором испускаемые фотоны обладают большей энергией, чем поглощаемые, представляет собой более сложную задачу. Профессор Тянь Сюэ из Научно-технического университета Китая смог использовать наночастицы для объединения энергии нескольких фотонов в один, что позволяет собирать фотоны с длиной волны от 800 до 1600 нанометров и излучать свет в диапазоне от 400 до 700 нанометров.
С помощью этих наночастиц была разработана миниатюрная версия контактных линз для мышей. Хотя сами животные не могли сообщить о своих ощущениях, их поведение свидетельствовало о новых возможностях. Мыши, использующие линзы, предпочли тёмную коробку, освещённую инфракрасным светом, в отличие от их нормально видящих сородичей.
После успешных испытаний на мышах, команда увеличила размер линз до человеческого. Испытания в условиях отсутствия видимого света показали, что испытуемые, носившие линзы, могли различать инфракрасное свечение. Профессор Сюэ отметил, что закрытые глаза помогают лучше воспринимать инфракрасный свет, так как он проникает через веки более эффективно, чем видимый свет.
Хотя контактные линзы имеют столь впечатляющие возможности, они пока не способны создавать изображения с высоким разрешением, поскольку фотоны рассеиваются слишком близко к сетчатке. На данный момент пользователи не могут увидеть инфракрасные источники, например, тепло тела. Успешные демонстрации проводились с использованием инфракрасных светодиодов, что значительно облегчало задачу интерпретации как обычного, так и преобразованного света.
Тем не менее, очки из того же материала могут создавать четкие изображения инфракрасных источников. Создатели видят некоторые возможности для улучшения технологии, включая создание линз, способных выдавать цветные изображения. Изменив состав наночастиц, команда смогла преобразовать инфракрасный свет в различные цвета.
В будущем исследователи планируют сотрудничать с учеными-материаловедами и оптиками для создания более точных и чувствительных контактных линз. Профессор Сюэ также отмечает возможность применения технологии для помощи людям, страдающим дальтонизмом, преобразуя один оттенок видимого света в другой.
..
