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Consentono una visione perfetta anche nell’oscurità totale: la tecnologia che rivoluziona la percezione umana
Immagina di poter vedere al buio completo o percepire segnali invisibili agli occhi umani, anche con le palpebre chiuse. Sembra fantascienza, ma è il risultato di un progetto pionieristico portato avanti da neuroscienziati e ingegneri dei materiali, che hanno ideato speciali lenti a contatto capaci di trasformare la luce infrarossa in luce visibile. Questo avanzamento, pubblicato sulla rivista Cell il 22 maggio, supera di gran lunga le prestazioni dei classici visori notturni, poiché non necessita di batterie o alimentazione esterna e permette di vedere sia la luce infrarossa che quella visibile allo stesso tempo. Gli esperimenti dimostrano che la visione a infrarossi è addirittura migliorata a occhi chiusi, perché la luce vicina agli infrarossi penetra le palpebre più efficacemente della luce tradizionale.
“La nostra ricerca apre la strada a dispositivi indossabili non invasivi in grado di dare alle persone una super-vista”, afferma Tian Xue, neuroscienziato dell’Università di Scienza e Tecnologia della Cina. “Le applicazioni di questi materiali sono molteplici: dalla trasmissione sicura di informazioni alla lotta alla contraffazione, passando per la sicurezza e il soccorso”.
Come funzionano le lenti a contatto che vedono l’infrarosso
Il cuore di questa tecnologia è rappresentato da nanoparticelle speciali incorporate in polimeri flessibili e atossici, gli stessi impiegati per le comuni lenti a contatto morbide. Queste nanoparticelle assorbono la luce infrarossa, in particolare quella nel range “near-infrared” (800-1600 nm), e la trasformano in luce percepibile dall’occhio umano (tra 400 e 700 nm). Il gruppo di ricerca aveva già mostrato che iniettando queste nanoparticelle nella retina dei topi si otteneva la visione a infrarossi, ma ora il passo avanti consiste nell’applicazione diretta tramite una lente indossabile e non invasiva.
I test di laboratorio su animali e volontari umani hanno confermato che le lenti non sono tossiche e funzionano: i topi con le lenti a contatto, messi di fronte a una scelta tra una scatola buia e una illuminata da infrarossi, preferivano il buio, mentre i topi senza lenti non mostravano preferenze. Inoltre, gli occhi dei topi con lenti a infrarossi reagivano alla luce con la contrazione della pupilla e i loro cervelli si attivavano proprio come avviene con la luce visibile.
Sicurezza, codici segreti e nuove possibilità per i daltonici
Anche sugli esseri umani, i risultati sono stati sorprendenti: i volontari sono riusciti a individuare segnali lampeggianti simili al codice Morse e a capire la direzione della luce a infrarossi. “È tutto molto chiaro: senza le lenti non si vede nulla, ma una volta indossate si percepisce nettamente il lampeggio della luce infrarossa”, spiega Xue. Un effetto curioso è che chiudendo gli occhi, la percezione dei segnali infrarossi aumenta perché la luce attraversa la palpebra senza interferenze della luce visibile.
Un’ulteriore evoluzione della tecnologia consente di distinguere fra diverse lunghezze d’onda dell’infrarosso “colorando” la luce convertita: ad esempio, una lunghezza d’onda di 980 nm appare blu, 808 nm diventa verde e 1532 nm rossa. Questa funzionalità non solo aumenta il dettaglio percepibile nello spettro infrarosso, ma potrebbe aiutare anche chi soffre di daltonismo a vedere colori altrimenti invisibili. “Convertendo la luce rossa in una tonalità percepibile, potremmo rendere visibile l’invisibile anche per chi ha deficit di visione cromatica”, sottolinea Xue.
Verso una super-vista sempre più precisa
Per ora, le lenti riescono a rilevare solo radiazione infrarossa proveniente da fonti LED specifiche, ma il gruppo di ricerca sta lavorando per renderle sensibili anche a livelli più bassi di infrarosso, ampliando così le possibilità di utilizzo. Un altro limite riguarda la capacità di distinguere i dettagli più fini, perché la vicinanza della lente alla retina fa sì che i fotoni convertiti si disperdano un po’. Per questo motivo, gli scienziati hanno realizzato anche un prototipo di occhiali con la stessa tecnologia, che permettono di osservare immagini infrarosse ad alta risoluzione.
“In futuro, insieme a ingegneri dei materiali e ottici, speriamo di perfezionare la sensibilità e la risoluzione spaziale delle lenti a contatto”, conclude Xue. Il lavoro è stato sostenuto da numerosi enti di ricerca cinesi e internazionali, a conferma del grande interesse mondiale per questa nuova frontiera della tecnologia indossabile.
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