Desarrollan lentes de contacto para percibir luz infrarroja invisible

Investigadores de China y Estados Unidos desarrollaron unos lentes de contacto, capaces de visualizar radiaciones infrarrojas normalmente invisibles al ojo humano. Esta tecnología también podría permitir al ser humano ver en la oscuridad sin necesidad de equipos de visión nocturna. Los dispositivos incorporan «nanopartículas de conversión ascendente» (UCNP), que convierten la luz del infrarrojo cercano en luz visible, a lentes de contacto blandos.

Los lentes de contacto de conversión ascendente (UCL), no requieren fuente de alimentación, a diferencia de los dispositivos de visión nocturna, y pueden reconocer varias longitudes de onda infrarrojas simultáneamente. Tampoco interfieren en la visión normal con luz visible. «El dispositivo no invasivo para llevar puesto ayudará a las personas a conseguir una ‘supervisión'», explicó Xue Tian, investigador en neurociencia de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China.

Los UCNP, componente clave de la visión infrarroja, absorben la luz infrarroja cercana con longitudes de onda entre 800 y mil 600 nanómetros y la convierten en luz visible con longitudes de onda entre 400 y 700 nm. Shue y su equipo mejoraron la estructura de las nanopartículas al dividirlas en tres capas, cada una de las cuales responde a una longitud de onda infrarroja distinta y puede emitir claramente luz visible. 

Los lentes de contacto están diseñados de forma que los índices de refracción de las nanopartículas y del sustrato polimérico coincidan, lo que permite reconocer la información infrarroja sin interferir con la visión normal. Además, el material polimérico de base tiene afinidad por el agua, lo que las hace adecuadas para un uso prolongado. Las nanopartículas también se dispersan uniformemente y no causan ninguna alteración de la visión.

Según los investigadores, cuando se colocaron los UCL a ratones de laboratorio y se les expuso a radiación infrarroja, sus pupilas se contrajeron y se generaron potenciales evocados en la corteza visual del cerebro. Los investigadores observaron una respuesta visual infrarroja incluso con los párpados cerrados. Esto se debe a que la radiación infrarroja cercana penetra fácilmente en la piel. En cambio, la eficacia de detección de las señales visuales aumenta cuando los párpados están cerrados porque hay menos interferencias de la luz visible.

Por otro lado, también comprobaron que los lentes de contacto están demasiado cerca de la retina, lo que limita la reconstrucción de información espacial fina debido a la dispersión de la luz convertida. Para superar este problema, el equipo de investigación también desarrolló un dispositivo de asistencia tipo gafas con UCNP en forma de película incrustadas en tres lentes. Con este dispositivo, fueron capaces de discriminar aproximadamente 65 cambios de luz/oscuridad por grado de campo de visión.

En la fase actual, sin embargo, los UCL solo pueden ver fuentes de luz claras, como los LED infrarrojos. El equipo de investigadores mejora la sensibilidad y el diseño óptico de las nanopartículas para que puedan funcionar también con la radiación infrarroja natural del entorno, como la térmica y la luz solar.

La ciencia considera que los ojos de los mamíferos, incluidos los humanos, solo pueden reconocer la luz visible con longitudes de onda de aproximadamente 400-700 nm. Sin embargo, más de la mitad de la luz solar consiste en radiación infrarroja con longitudes de onda de 700 nm o más, que cae constantemente al suelo como información invisible. Por ejemplo, las longitudes de onda a 808 nm son verdes, a 980 nm son azules y a mil 532 nm son rojas.