Diese Innovation basiert auf Nanopartikeln, die in flexible Polymere eingebettet sind, ähnlich wie bei herkömmlichen Kontaktlinsen. Im Gegensatz zu Nachtsichtbrillen benötigen diese Linsen keine externe Energiequelle und ermöglichen eine gleichzeitige Wahrnehmung von sichtbarem und infrarotem Licht.
Wie funktioniert diese Technologie?
Die Linsen enthalten Nanopartikel, die Infrarotlicht (800-1600 nm) absorbieren und in sichtbares Licht (400-700 nm) umwandeln können. Dieser als "Photonen-Hochkonversion" bekannte Prozess beruht auf seltenen Erdmetall-Ionen wie Ytterbium und Erbium.
Die Forscher testeten die Technologie zunächst, indem sie Nanopartikel direkt in die Netzhaut von Mäusen injizierten. Diese zeigten Verhaltens- und physiologische Reaktionen auf Infrarotlicht, wie Pupillenverengung und Aktivierung des visuellen Kortex. Diese Beobachtungen bestätigten, dass die Nager dieses normalerweise unsichtbare Licht tatsächlich wahrnahmen.
Um eine solch invasive Methode beim Menschen zu vermeiden, entwickelte das Team Kontaktlinsen mit denselben Nanopartikeln. Tests ergaben, dass Träger infrarote Blinksignale erkennen und sogar verschiedene Wellenlängen unterscheiden konnten, die in sichtbare Farben umgewandelt wurden.
Eine überraschende Besonderheit: Die Infrarotwahrnehmung verbessert sich bei geschlossenen Augen. Im Gegensatz zu sichtbarem Licht, das von den Augenlidern blockiert wird, durchdringt Infrarotlicht diese leichter, was Interferenzen reduziert. Diese Entdeckung eröffnet neue Möglichkeiten für Anwendungen bei schlechten Lichtverhältnissen oder in der medizinischen Bildgebung.
Potenzielle Anwendungen und Grenzen
Die Forscher sehen vielfältige Einsatzmöglichkeiten, etwa für Chirurgen zur Tumorerfassung oder zur Verbesserung des Farbensehens bei Farbenblinden. Die Linsen könnten auch in Sicherheitsbereichen nützlich sein, etwa zum Entschlüsseln von für das bloße Auge unsichtbaren Infrarotmarkierungen.
Allerdings bleibt die räumliche Auflösung aufgrund der Lichtstreuung durch die Nanopartikel begrenzt. Abhilfe soll eine verbesserte Version mit zusätzlichen Schichten schaffen. Aktuell detektieren die Linsen nur projiziertes Infrarotlicht, doch die Wissenschaftler arbeiten daran, ihre Empfindlichkeit zu erweitern.