A kontaktlencsék lehetővé teszik az emberek számára az infravörös fény színes érzékelését

Az emberek általában 400 nm és 700 nm közötti fényt érzékelnek. Egy Yuqian Ma által vezetett csapat most kibővítette ezt a tartományt a weboldalon olyan lágy kontaktlencsék kifejlesztésével, amelyek a közeli infravörös (NIR) fotonokat látható fénnyé alakítják át, így viselőiknek közvetlen NIR látást biztosítanak műtét nélkül.

A lencsék poli-HEMA mátrixba ágyazzák a felfelé konverziós nanorészecskéket. A polimer törésmutatójának a részecskékhez való igazításával és a nanorészecskék tömegének hét százalékos szinten tartásával a szerzők több mint 85 százalékos átlátszóságot értek el a látható spektrumban. A mechanikai tesztek a kereskedelmi lencsékhez hasonló rugalmasságot és fáradásállóságot mutattak, és az egereken végzett hatórás szemészeti biztonsági vizsgálatok nem mutattak ki további szaruhártya-apoptózist vagy retina-gyulladást.

Az elektroretinográfia normál látható fényre adott válaszokat, valamint csak a lencsék jelenlétében egyértelmű NIR-válaszokat rögzített. A lencséket viselő egerek 980 nm-es megvilágítás alatt összeszűkítették pupillájukat, elkerülték a NIR-világítású kamrát, és a NIR-flickert használták a sokktól való meneküléshez. Ezek a hatások varrott szemhéjjal is fennmaradtak, ami összhangban van a szemhéj 23 százalékos transzmittanciájával 980 nm-en, szemben a 0,4 százalékkal 535 nm-en.

Az emberi önkéntesek hasonló eredményeket mutattak. A szemüveglencsét viselők sötétben és 300 lux környezeti fényben érzékelték a NIR villanásokat; a szemek becsukása alig rontotta a NIR-érzékenységet, de két nagyságrenddel elnyomta a látható fényben való érzékenységet. A NIR villódzás-fúziós küszöbértékük megegyezett a látható fényben mért értékkel, és ugyanolyan pontosan dekódolták a Morse-stílusú szekvenciákat, mint látható fénnyel. Egy külső háromlencsés szemüvegmodul NIR-jeleneteket vetített egy lapos felfelé konvertáló fólián keresztül, ami 65 ciklus/fok közeli térbeli felbontási határértéket eredményezett, és lehetővé tette egyszerű NIR vonal-, betű- és alakminták felismerését.

A hagyományos nanorészecskék háromszínű, ortogonálisan gerjesztett kialakítással való helyettesítése színt adott hozzá. A különálló 808 nm-es, 980 nm-es és 1532 nm-es gerjesztések izolált zöld, kék és vörös emissziót eredményeztek. A színmegfeleltetési kísérletek azt mutatták, hogy a felhasználók ezt a három "elsődleges" NIR-csatornát képesek keverni, hogy reprodukálják a teljes NTSC méretű színskálát, és megkülönböztessék a többszínű szimbólumokat, a kombinált szín- és időjelzésekkel kódolt mondatokat és a fényvisszaverő tárgyakat, amelyek NIR-árnyalata eltér a látható megjelenésüktől.

Ne feledje, hogy a lencsék még évekig váratnak magukra - olyan problémákat kell megoldani, mint az alacsony érzékenység aktív NIR-megvilágítás nélkül, a felbontás inherens korlátai, a színállandósággal kapcsolatos kihívások és a szélesebb körű emberi tesztelés szükségessége. A NIR kamerákkal és kijelzőkkel ellátott intelligens szemüvegek néhány éven belül elérhetik a fogyasztókat, míg a felfelé konvertáló kontaktlencsékhez valószínűleg még sok évnyi anyag-, optikai és szabályozási munkára lesz szükség.