Chinese contactlens maakt onzichtbaar infraroodlicht zichtbaar

Heeft de mens binnenkort superzicht? Het is voorstelbaar geworden dankzij een contactlens waarmee mensen ook infraroodlicht kunnen waarnemen. Infraroodlicht is voor mensen normaal gesproken niet zichtbaar. De contactlens, gemaakt door onderzoekers van de technische universiteit van Hefei, China, zet met nanodeeltjes infraroodlicht om in zichtbaar licht. Infrarood nachtkijkers kunnen dat ook, maar die zijn groot en hebben een stroombron nodig.

Met gesloten ogen is het infrarode licht beter te onderscheiden dan met open ogen, schrijven de onderzoekers in het wetenschappelijke tijdschrift Cell. Ook zijn verschillende ‘kleuren’ infraroodlicht te onderscheiden.

Voor alle zoogdieren geldt dat ze slechts een klein deel van het elektromagnetisch spectrum kunnen waarnemen: alleen golflengtes tussen de 400 en 700 nanometer. Al het infraroodlicht (700 nanometer en groter) is onzichtbaar, net als uv-licht en röntgen (400 nanometer en kleiner).

Gouddeeltje met kristal

De nanodeeltjes, die verwerkt zijn in zachte contactlenzen, bestaan uit een gouddeeltje omhuld met een laagje kristalmateriaal waarin stoffen zitten die gevoelig zijn voor licht. Ze absorberen infraroodlicht en zetten dat om in golflengtes die wel zichtbaar zijn voor mensen. Het gaat om het infraroodlicht met golflengtes tussen 800 en 1.600 nanometer, het zogenoemde nabije-infrarood.

Er zijn drie verschillende soorten nanodeeltjes, zo gemaakt dat ze specifieke infrarood-golflengtes omzetten in specifieke golflengtes zichtbaar licht. De drie soorten absorberen golflengtes van 808, 980 en 1.532 nanometer en zenden zichtbaar licht uit van respectievelijk 540 (groen), 450 (blauw) en 650 nanometer (rood). Oftewel: er is kleureninformatie waar te nemen.

De aanpak met de nanodeeltjes is zowel op muizen als op mensen getest. Toen de muizen de keuze kregen tussen een donkere doos en een met infrarood verlichte doos, kozen muizen met contactlenzen voor de donkere doos, terwijl muizen zonder contactlenzen geen voorkeur vertoonden. De muizen vertoonden ook lichamelijke signalen: de pupillen van muizen met contactlenzen vernauwden zich in de aanwezigheid van infraroodlicht.

Mensen die de infraroodcontactlenzen droegen konden morsecode-achtige signalen nauwkeurig detecteren en de richting van binnenkomend infraroodlicht waarnemen. Als lichtbron zijn leds gebruikt. Dat is fel licht, bij zwakker licht werken de contactlenzen minder goed.

Afleidend ‘normaal’ licht

Dat de proefpersonen het infraroodlicht beter konden onderscheiden met hun ogen dicht komt doordat het normale zichtbare licht enigszins afleidt. Bij gesloten ogen valt die afleiding weg, de infraroodstraling komt door de langere golflengte wel door de oogleden heen.

De onderzoekers zien allerlei toepassingen voor zich, waaronder het coderen en verzenden van informatie voor beveiligingsdoeleinden, beter zicht bij slechte omstandigheden (bijvoorbeeld bij mist of als er veel stof in de lucht is) en integratie in slimme apparaten voor reddingsacties en noodsituaties.

De contactlenzen zijn niet geschikt om warmte te zien. Warmtebeelden worden gemaakt op basis van infraroodstraling in het midden- en ver-infraroodbereik (golflengtes van 3.000 nanometer en groter).