Контактные линзы позволяют людям воспринимать инфракрасный свет в цвете

Человек обычно обнаруживает свет в диапазоне от 400 до 700 нм. Команда под руководством Юцянь Ма расширила этот диапазон, разработав на сайте https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00454-4 мягкие контактные линзы, которые преобразуют фотоны ближнего инфракрасного (NIR) диапазона в видимый свет, обеспечивая пользователям прямое NIR-зрение без хирургического вмешательства.

В линзы встроены наночастицы апконверсии в матрице из поли-HEMA. Подобрав коэффициент преломления полимера в соответствии с частицами и поддерживая нагрузку наночастиц на уровне семи процентов по массе, авторы сохранили более 85% прозрачности в видимом спектре. Механические испытания показали гибкость и усталостную прочность, сравнимые с коммерческими линзами, а шестичасовые испытания глазной безопасности на мышах не выявили дополнительного апоптоза роговицы или воспаления сетчатки.

Электроретинография регистрировала нормальный ответ на видимый свет плюс четкий ответ на ближний инфракрасный свет только при наличии линз. Мыши, носящие линзы, сужали зрачки при освещении 980 нм, избегали камеры с БИК-освещением и использовали БИК-мерцание, чтобы избежать шока. Эти эффекты сохранялись и при зашитых веках, что соответствует коэффициенту пропускания век 23% при 980 нм против 0,4% при 535 нм.

Люди-добровольцы показали аналогичные результаты. Люди, носящие линзы, определяли вспышки БИК в темноте и при освещенности 300 люкс; закрытие глаз почти не ухудшало чувствительность к БИК, но подавляло чувствительность к видимому свету на два порядка. Их порог срабатывания ближнего света совпадал с порогом срабатывания видимого света, и они декодировали последовательности в стиле Морзе так же точно, как и при использовании видимого света. Внешний модуль очков с тремя линзами проецировал сцены в БИК-диапазоне через плоскую пленку с повышающим преобразованием, обеспечивая предельное пространственное разрешение около 65 циклов на градус и позволяя распознавать простые линии, буквы и фигуры в БИК-диапазоне.

Замена обычных наночастиц на трихроматические, ортогонально возбуждаемые, добавила цвета. Раздельное возбуждение на 808 нм, 980 нм и 1532 нм привело к появлению изолированного зеленого, синего и красного излучения, соответственно. Испытания по сопоставлению цветов показали, что пользователи могут смешивать эти три "первичных" БИК-канала для воспроизведения всей гаммы цветности в формате NTSC и различать многоцветные символы, предложения, закодированные комбинированными цветовыми и временными сигналами, и отражающие объекты, чьи БИК-оттенки отличаются от их видимого вида.

Имейте в виду, что до появления линз еще много лет - необходимо решить такие проблемы, как низкая чувствительность без активной БИК-подсветки, присущие им ограничения разрешения, проблемы с постоянством цвета и необходимость более широкого тестирования на людях. Умные очки с БИК-камерами и дисплеями могут появиться у потребителей уже через несколько лет, в то время как контактные линзы с функцией апконверсии, скорее всего, потребуют еще многих лет работы над материалами, оптикой и нормативными документами.