Kontaktní čočky patří mezi zásadní vynálezy moderní optiky. Jako takové pomohly změnit život stovkám milionů lidí ze všech koutů planety, přičemž významnou roli v jejich historii sehrál i český vědec Otto Wichterle, jenž v 60. letech 20. století vyvinul vůbec první měkké čočky na světě. Nyní se tento vynález posouvá do nové éry – k čočkám, které nejen korigují zrak, ale také rozšiřují hranice lidského vnímání.
Čínští vědci z University of Science and Technology of China vyvinuli speciální kontaktní čočky umožňující vidění infračerveného světla – tedy části elektromagnetického spektra, která je pro lidské oko běžně neviditelná. Jak upozorňuje The Guardian, čočky jsou průhledné a nevyžadují žádný napájecí zdroj, což je zásadní rozdíl oproti brýlím pro noční vidění. Uživatel tak může současně vnímat běžné barvy i infračervené signály.
Od sci-fi k realitě
Myšlenka „superzraku“ už dlouho figuruje v sériích jako Mission: Impossible, Black Mirror či Kingsman, kde se objevují čočky schopné šifrované komunikace, sledování nebo rozšířeného vidění. Teď se ale lidstvo zřejmě pomalu přesouvá od fikce k reálným aplikacím.
Neurovědec a vedoucí výzkumu ze zmíněné univerzity profesor Tchien Süe věří, že technologie otevírá cestu k řadě chytrých čoček, brýlí a dalších nositelných zařízení, která umožní lidem vidět víc, než přirozený zrak dovoluje. Uplatnění spatřuje nejen při kompenzaci barvosleposti, ale také ve zdravotnictví, průmyslu, záchranářství, bezpečnosti, ochraně proti padělkům nebo při šifrované komunikaci, jak uvádí web Singularity Hub.
Lidské oko vnímá jen velmi úzké pásmo světla, a to konkrétně vlnové délky od 400 do 700 nanometrů, což představuje méně než setinu procenta celého elektromagnetického spektra. „Více než polovina energie slunečního záření přitom existuje ve formě infračerveného světla, které je pro člověka neviditelné,“ podotkla k tomu spoluautorka výzkumu doktorka Jü-čchien Ma.
Na rozdíl od lidí si v tomto ohledu vedou lépe zvířata. Ptáci, včely, sobi nebo myši dokážou vidět ultrafialové světlo, zatímco některé druhy hadů či netopýrů dokonce detekují tepelné infračervené záření, které jim pomáhá při lovu potravy.
Jak to funguje?
Klíčem k nové technologii jsou takzvané upkonverzní nanočástice (UCNP, upconversion nanoparticles, pozn. red.) – speciální materiály, které dokážou absorbovat nízkoenergetické infračervené světlo a převádět ho na to viditelné s vyšší energií, tedy červené, zelené nebo modré. Jde o velmi neobvyklý jev, protože většina látek funguje opačně.
V minulosti vědecký tým testoval technologii na myších, kterým nanočástice vpichoval přímo pod sítnici. Vzhledem k invazivnosti tohoto řešení se ale výzkumníci zaměřili na praktičtější variantu – měkké kontaktní čočky napuštěné výše zmíněnými nanočásticemi, jak popisují v časopise Cell.
Zkoušky a možnosti
Testy ukázaly, že lidé s čočkami dokázali vidět signály z infračervené LED diody, rozeznat jejich směr a dokonce i vnímat světlo se zavřenýma očima. To proto, že víčka propouštějí infračervené paprsky lépe než běžně viditelné světlo.
Zatím však nejsou čočky dost citlivé na to, aby zachytily přirozeně nízké úrovně infračerveného záření. A protože většina tepelného záření spadá do vzdálenější části tohoto spektra, neposkytují v současnosti ani termální vidění. Vědecký tým nicméně ve svém výzkumu pokračuje, přičemž jeho další snahou bude právě zvýšení účinnosti této zdravotní pomůcky. „Pokud se podaří vyvinout efektivnější nanočástice, mohli bychom jednou běžně vidět okolní infračervené světlo přímo pomocí čoček,“ uvedl profesor Tchien, podle kterého nabízí jejich výtvor široké využití i bez plného infračerveného vidění.
Zdokonalené čočky by totiž lidem umožňovaly vidět například šifrované zprávy vysílané infračerveným světlem. Stejně tak by se ale technologie mohla použít k převodu „neviditelných“ barev do spektra, které již osoby s barvoslepostí vnímat dokážou.
