لنزهای تماسی این امکان را به انسان می‌دهند که نور مادون قرمز را به صورت رنگی درک کند
خانه »
لنزهای تماسی حاوی نانوذرات تبدیل‌کننده قادرند فوتون‌های مادون قرمز نزدیک را با شفافیتی بالای ۸۵ درصد به نور مرئی تبدیل کنند. این پیشرفت امکان دید مستقیم فروسرخ نزدیک را بدون نیاز به جراحی فراهم می‌سازد.
به طور معمول، چشم انسان می‌تواند نوری با طول موج ۴۰۰ تا ۷۰۰ نانومتر را تشخیص دهد. اکنون، تیمی به رهبری یوقیان ما با ساخت لنزهای تماسی نرم که فوتون‌های مادون قرمز نزدیک (NIR) را به نور مرئی تبدیل می‌کنند، این محدودیت را از بین برده‌اند. این فناوری به کاربران این امکان را می‌دهد که بدون نیاز به عمل جراحی، به طور مستقیم نور NIR را ببینند.
این لنزها با استفاده از نانوذرات تبدیل‌کننده که درون یک ماتریس Poly-HEMA جاسازی شده‌اند، کار می‌کنند. محققان با تنظیم ضریب شکست پلیمر برای مطابقت با نانوذرات و حفظ غلظت نانوذرات در ۷ درصد وزنی، توانستند شفافیتی بیش از ۸۵ درصد را در کل طیف نور مرئی به دست آورند. آزمایش‌های مکانیکی نشان‌دهنده انعطاف‌پذیری و مقاومت در برابر خستگی مشابه لنزهای تماسی رایج بود. همچنین، آزمایش‌های ایمنی ۶ ساعته روی موش‌ها هیچ افزایشی در مرگ سلولی قرنیه یا التهاب شبکیه نشان نداد.
الکترورتینوگرافی نشان داد که در حضور این لنزها، چشم موش‌ها به نور مرئی و همچنین به نور NIR پاسخ طبیعی می‌دهد. موش‌هایی که از این لنزها استفاده می‌کردند، مردمک‌هایشان در معرض تابش ۹۸۰ نانومتر تنگ شد، از اتاق‌هایی که با نور NIR روشن شده بودند دوری می‌کردند و با استفاده از سوسو زدن NIR از شوک فرار می‌کردند. این نتایج حتی با پلک‌های بخیه زده نیز ثابت ماند، که با قابلیت عبور نور ۲۳ درصدی پلک در ۹۸۰ نانومتر، در مقایسه با ۰.۴ درصد در ۵۳۵ نانومتر، سازگار است.
داوطلبان انسانی نیز نتایج مشابهی را تجربه کردند. استفاده‌کنندگان از لنزها توانستند فلاش‌های NIR را هم در تاریکی و هم زیر نور محیطی ۳۰۰ لوکس تشخیص دهند. بستن چشم‌ها به ندرت حساسیت به NIR را کاهش می‌داد، اما حساسیت به نور مرئی را تا ۲ مرتبه کم می‌کرد. آستانه سوسو زدن NIR آنها با معیار مرئی مطابقت داشت و آنها توالی‌های مورس را با دقتی مشابه نور مرئی رمزگشایی کردند. یک ماژول سه‌لنزی خارجی عینکی، صحنه‌های NIR را از طریق یک فیلم تخت تبدیل‌کننده نور نمایش می‌داد که وضوح فضایی نزدیک به ۶۵ سیکل بر درجه را ارائه می‌کرد و امکان تشخیص الگوهای خطی، حروف و اشکال ساده NIR را فراهم می‌آورد.
با جایگزینی نانوذرات معمولی با یک طراحی سه‌رنگی و تحریک متعامد، رنگ به تصاویر اضافه شد. تحریک‌های جداگانه با طول موج‌های ۸۰۸ نانومتر، ۹۸۰ نانومتر و ۱۵۳۲ نانومتر به ترتیب، نور سبز، آبی و قرمز مجزا تولید کردند. آزمایش‌های تطبیق رنگ نشان داد که کاربران می‌توانند این ۳ کانال اولیه NIR را برای بازتولید طیف کاملی از رنگ‌ها، به اندازه NTSC، ترکیب کنند و نمادهای چندرنگ، جملات کدگذاری شده با نشانه‌های ترکیبی رنگ و زمان، و اشیاء بازتابنده را که رنگ‌های NIR آنها با ظاهر مرئی‌شان متفاوت است، تشخیص دهند.
البته این لنزها هنوز با کاربرد عمومی فاصله زیادی دارند. مسائلی مانند حساسیت پایین بدون تابش فعال NIR، محدودیت‌های ذاتی در وضوح تصویر، چالش‌های ثبات رنگ و نیاز به آزمایش‌های انسانی گسترده‌تر باید برطرف شوند. عینک‌های هوشمند مجهز به دوربین و نمایشگر NIR ممکن است ظرف چند سال به دست مصرف‌کنندگان برسند، در حالی که لنزهای تماسی تبدیل‌کننده نور احتمالاً به کار بیشتر در زمینه مواد، اپتیک و مقررات نیاز خواهند داشت.
