Kontaktní čočky, které umožní supervidění
Vynález čínských vědců umožní lidem vnímat pro člověka zatím neviditelnou část vlnového spektra – infračervené světlo (IR). Tuto možnost jim nabídnou unikátní kontaktní čočky umožňující spatřit infračervené záření a získat tak schopnost superzraku.
Tým univerzitních výzkumníků (Univerzita Fudan v Šanghaji, Čínská vědecko-technologická univerzita a Lékařská fakulta Univerzity Massachusetts) navrhl řešení s prvky vzácných zemin, které transformují tři různé infračervené vlnové délky na viditelné červené, zelené a modré světlo.
Již dříve vědci vyvinuli nanomateriál, který po injekčním podání do zvířecích sítnic umožnil savcům přirozeně vidět blízké infračervené světlo. Vytvořili částice zhruba o velikosti viru smícháním atomů zlata s několika dalšími prvky, včetně kovů ytterbia a erbia, které vstříkli do očí pokusných myší a zjistili, že jim to umožňuje infračervené vidění. Protože však chtěli tento proces učinit méně invazivním, než jej otestují na lidech, vzhledem k tomu, že injekce do sítnice nejsou pro člověka praktické, začali navrhovat nositelnou neinvazivní alternativu s použitím měkkých kontaktních čoček. Díky úpravě povrchu nanočástic vzácných zemin jim umožnilo jejich disperzi v polymerních roztocích a tím i výrobu vysoce průhledných kontaktních čoček.
Absorbce neviditelného IR
V nejnovější studii vědci smíchali své nanočástice s polymery používanými v komerčních kontaktních čočkách a tuto směs vytvarovali do čoček umožňujících absorbovat neviditelné infračervené světlo a znovu ho emitovat jako světlo, které můžeme vidět.
Přitom zjistili, že lidé, kteří čočky již testovali, vnímali infračervené záření dokonce i se zavřenýma očima. Uváděli, že tento druh světla pozorovali ještě lépe, než když měli oči otevřené. Důvodem pravděpodobně bylo, že infračervené světlo proniká hlouběji do kůže než viditelné světlo, takže oční víčka v podstatě filtrují intenzivnější oslnění.
Trik spatřit pro lidské oko běžně neviditelné infračervené světlo spočívá v nanočásticích, které infračervené vlnové délky převádějí do viditelného barevného spektra, do něhož pouze přidávají i infračervené zdroje, konkrétně nanočástice, s jejichž pomocí se přemění neviditelné záření na červené, modré nebo zelené světlo. Čočky jsou zároveň průhledné, a tak neomezují člověka v běžném vidění. Nicméně je zde i určité omezení: nanočástice dokážou zachytit infračervené světlo pouze u silných LED zdrojů.
Po čočkách přijdou brýle
Vynález, o němž informovali ve studii v odborném časopise Cell, má pomoci lidem s postižením zraku. Čočky je však nutné ještě kalibrovat, protože podle Science Alert je pohled skrz ně rozmazaný v důsledku toho, že zraková pomůcka je příliš blízko sítnice, takže se přeměněné světlo rozptyluje. Tento problém by měly pomoci vyřešit nyní vyvíjené brýle se stejnou technologií, které navíc umožní vnímat infračervené světlo s vyšším rozlišením.
Vědci věří, že se jim podaří citlivost ještě navýšit. Pro člověka viditelné vlnové délky světla, což je pásmo zhruba 400 až 700 nm, totiž tvoří méně než setinu procenta elektromagnetického spektra, speciální čočky označované jako kontaktní čočky s rozšiřující konverzí (Upconversion Contact Lenses – UCL) rozšiřují tuto schopnost až na rozsah mezi 800 a 1600 nm. Přitom je možné i určité spektrum rozlišit barevně.
„Technologie otevírá cestu k novým způsobům, jak pomoci lidem s omezeným zrakem. Dokonce může pomoci i s barvoslepostí,“ uvedl neurovědec a autor studie Tchien Süe. Nanočástice převedou určité vlnové délky do viditelného spektra a experti očekávají i další možnosti využití.
Vlastností infračerveného světla lze využít např. k přenosu informací v oblasti bezpečnosti, záchranářství, šifrování nebo ochrany proti padělání. Xiaomin Li, chemik na Fudanské univerzitě, například vidí šanci umožnit chirurgům vidět rakovinnou tkáň přímo během fluorescenčních procedur v blízké infračervené oblasti spektra, čímž by se eliminovala potřeba objemných zobrazovacích zařízení, a umožnila chirurgická přesnost v reálném čase.
Petr Sedlický
Foto: Shutterstock, Univerzita Fudan, Sheng Wang
51
