Видеть в темноте с закрытыми глазами? Учёные создали инфракрасные линзы для «ночного зрения»
Представьте себе: вы идёте по тёмной комнате и видите очертания предметов так же ясно, как днём. Или, скажем, получаете секретное сообщение, невидимое для окружающих. Звучит как научная фантастика? Отнюдь. Группа нейробиологов и материаловедов из Научно-технического университета Китая, похоже, сделала серьёзный шаг к тому, чтобы подобные возможности стали реальностью. Их разработка — контактные линзы, позволяющие человеку (и даже мышам!) видеть в инфракрасном диапазоне. Да, вы не ослышались, речь идёт о полноценном «ночном зрении» без громоздких приборов.
Что там под капотом у этих линз?
Так в чём же фокус? В отличие от привычных нам очков ночного видения, которые часто требуют внешнего питания и усиливают остаточный свет, эти линзы работают по совершенно иному принципу. Сердце технологии — это крошечные наночастицы, интегрированные в материал обычных мягких контактных линз. Эти наночастицы — настоящие маленькие волшебники: они поглощают инфракрасный свет, который для нашего глаза невидим, и тут же преобразуют его в свет видимого спектра. Проще говоря, они делают невидимое видимым.
Речь идёт о так называемом «ближнем инфракрасном свете» (диапазон 800-1600 нанометров) — это та часть спектра, которая находится сразу за красным светом, который мы ещё способны различить. И что самое интересное, линзы прозрачны! Это значит, что пользователь одновременно видит и обычный мир, и его инфракрасную «подсветку».
А как это работает на практике? Не опасно ли?
Прежде чем испытывать технологию на людях, учёные провели серию экспериментов на мышах. Изначально они даже пробовали вводить наночастицы прямо в сетчатку, и это работало, но, согласитесь, звучит не очень приятно. Контактные линзы — куда более изящное и, главное, неинвазивное решение.
Сначала, конечно, проверили безопасность. Линзы оказались нетоксичными, что уже хороший знак. Затем начались тесты на функциональность. И тут мышей ждали сюрпризы! Например, им предлагали на выбор тёмный ящик и ящик, освещённый ИК-светом. Мышки в линзах уверенно выбирали полную темноту — значит, ИК-подсветку они прекрасно видели и, возможно, она им не очень-то и нравилась. А их сородичи без линз метались без особого предпочтения.
Но это ещё не всё. Физиология тоже подтвердила успех: у мышей в ИК-линзах зрачки рефлекторно сужались при появлении инфракрасного света, а томография мозга показывала активность в зрительных центрах. Это, знаете ли, серьёзные аргументы!
Когда дело дошло до людей-добровольцев, результаты тоже впечатлили. Участники эксперимента смогли не только обнаружить мигающие ИК-сигналы (представьте себе азбуку Морзе, но невидимую невооружённым глазом!), но и определить направление, откуда этот свет исходит.
И вот ещё любопытный момент, подмеченный старшим автором исследования, Тянем Сюэ: если человек закрывал глаза, восприятие ИК-сигналов даже улучшалось! Почему так? Оказывается, ближний инфракрасный свет лучше проникает сквозь веки, чем видимый. Таким образом, помех от обычного освещения становится меньше, и «картинка» чище. Представляете, видеть с закрытыми глазами?
Радуга инфракрасного: больше, чем просто «видеть»
Но учёные пошли дальше. Они не просто научили линзы «включать свет» в ИК-диапазоне. Они заставили наночастицы работать как своего рода цветовые фильтры для невидимого! Например, ИК-волны длиной 980 нм преобразовывались в синий цвет, 808 нм — в зелёный, а 1532 нм — в красный.
Что это даёт? Ну, во-первых, возможность различать больше деталей в самом инфракрасном спектре. А во-вторых, и это, пожалуй, ещё интереснее, открывается перспектива помощи людям с нарушениями цветовосприятия, то есть дальтоникам. Теоретически, можно настроить линзы так, чтобы они преобразовывали, скажем, неразличимый для человека красный цвет в отчётливо видимый зелёный. Это уже не просто «суперзрение», а реальная помощь.
Ложка дёгтя и бочка мёда: что дальше?
Конечно, не всё так гладко, как хотелось бы. Пока что у контактных линз есть ограничение: из-за непосредственной близости к сетчатке преобразованные частицы света могут рассеиваться, что снижает чёткость изображения мелких деталей. Чтобы обойти эту проблему, команда разработала и прототип очков, работающих по тому же принципу, — они дают более высокое разрешение.
Ещё один момент: на данном этапе линзы способны улавливать ИК-излучение в основном от направленных источников, вроде светодиодов. А вот «видеть» тепловое излучение объектов в полной темноте, как в фильмах про Хищника, они пока не могут — чувствительности наночастиц не хватает.
Но исследователи полны оптимизма. Как говорит Тянь Сюэ, «в будущем, работая вместе с материаловедами и экспертами в области оптики, мы надеемся создать контактные линзы с более точным пространственным разрешением и более высокой чувствительностью».
Потенциал у технологии огромный. Это и уже упомянутые сферы безопасности, спасательных операций, защиты информации (только представьте шифры, видимые лишь в специальных линзах!). И, конечно, медицина. А может, когда-нибудь такие линзы станут обыденностью, как сегодня очки для коррекции зрения? Кто знает, возможно, наши дети или внуки будут воспринимать мир куда шире, чем мы сегодня. Одно ясно: шаг к расширению границ человеческого восприятия сделан, и он весьма впечатляет.