Lentes de contato permitem que as pessoas vejam no escuro, mesmo com os olhos fechados

EurekaAlert!

Neurocientistas e cientistas de materiais criaram lentes de contato que permitem a visão infravermelha em humanos e camundongos, convertendo a luz infravermelha em luz visível. Ao contrário dos óculos de visão noturna infravermelhos, as lentes de contato, descritas na revista Cell Press em 22 de maio, não requerem uma fonte de energia – e permitem que o usuário perceba vários comprimentos de onda infravermelhos. Por serem transparentes, os usuários podem ver a luz infravermelha e visível simultaneamente, embora a visão infravermelha tenha sido aprimorada quando os participantes estavam com os olhos fechados.

“Nossa pesquisa abre o potencial para dispositivos vestíveis não invasivos para dar às pessoas uma supervisão”, diz o autor sênior Tian Xue, neurocientista da Universidade de Ciência e Tecnologia da China. “Existem muitas aplicações potenciais imediatamente para este material. Por exemplo, a luz infravermelha cintilante pode ser usada para transmitir informações em configurações de segurança, resgate, criptografia ou antifalsificação”.

A tecnologia de lentes de contato usa nanopartículas que absorvem a luz infravermelha e a convertem em comprimentos de onda visíveis aos olhos dos mamíferos (por exemplo, radiação eletromagnética na faixa de 400-700 nm). As nanopartículas permitem especificamente a detecção de “luz infravermelha próxima”, que é a luz infravermelha na faixa de 800-1600 nm, um pouco além do que os humanos já podem ver. A equipe mostrou anteriormente que essas nanopartículas permitem a visão infravermelha em camundongos quando injetadas na retina, mas eles queriam projetar uma opção menos invasiva.

Para criar as lentes de contato, a equipe combinou as nanopartículas com polímeros flexíveis e não tóxicos que são usados em lentes de contato gelatinosas padrão. Depois de mostrar que as lentes de contato não eram tóxicas, eles testaram sua função em humanos e camundongos.

Eles descobriram que os camundongos que usavam lentes de contato exibiam comportamentos que sugeriam que podiam ver comprimentos de onda infravermelhos. Por exemplo, quando os camundongos tiveram a opção de uma caixa escura e uma caixa iluminada por infravermelho, os camundongos que usavam contato escolheram a caixa escura, enquanto os camundongos sem contato não mostraram preferência. Os camundongos também mostraram sinais fisiológicos de visão infravermelha: as pupilas dos camundongos que usavam contato se contraíam na presença de luz infravermelha, e as imagens cerebrais revelaram que a luz infravermelha fazia com que seus centros de processamento visual se iluminassem.

Em humanos, as lentes de contato infravermelhas permitiram que os participantes detectassem com precisão sinais intermitentes semelhantes a códigos morse e percebessem a direção da luz infravermelha recebida. “É totalmente claro: sem as lentes de contato, o sujeito não pode ver nada, mas quando as coloca, pode ver claramente a cintilação da luz infravermelha”, disse Xue. Também descobrimos que, quando o sujeito fecha os olhos, ele é ainda mais capaz de receber essa informação cintilante, porque a luz infravermelha próxima penetra na pálpebra de forma mais eficaz do que a luz visível, portanto, há menos interferência da luz visível.

Um ajuste adicional nas lentes de contato permite que os usuários diferenciem entre diferentes espectros de luz infravermelha, projetando as nanopartículas para codificar por cores diferentes comprimentos de onda infravermelhos. Por exemplo, comprimentos de onda infravermelhos de 980 nm foram convertidos em luz azul, comprimentos de onda de 808 nm foram convertidos em luz verde e comprimentos de onda de 1.532 nm foram convertidos em luz vermelha. Além de permitir que os usuários percebam mais detalhes dentro do espectro infravermelho, essas nanopartículas codificadas por cores podem ser modificadas para ajudar os daltônicos a ver comprimentos de onda que, de outra forma, não seriam capazes de detectar.

“Ao converter a luz visível vermelha em algo como a luz visível verde, essa tecnologia pode tornar o invisível visível para daltônicos”, diz Xue.

Como as lentes de contato têm capacidade limitada de capturar detalhes finos (devido à sua proximidade com a retina, o que faz com que as partículas de luz convertidas se espalhem), a equipe também desenvolveu um sistema de vidro vestível usando a mesma tecnologia de nanopartículas, que permitiu aos participantes perceber informações infravermelhas de alta resolução.

Atualmente, as lentes de contato só são capazes de detectar a radiação infravermelha projetada a partir de uma fonte de luz LED, mas os pesquisadores estão trabalhando para aumentar a sensibilidade das nanopartículas para que possam detectar níveis mais baixos de luz infravermelha.

“No futuro, trabalhando em conjunto com cientistas de materiais e especialistas ópticos, esperamos fazer uma lente de contato com resolução espacial mais precisa e maior sensibilidade”, diz Xue.