Một loại kính áp tròng đột phá vừa được phát triển, cho phép con người nhìn thấy ánh sáng hồng ngoại ngay cả khi nhắm mắt, mở ra kỷ nguyên mới của thị giác siêu việt mà không cần đến thiết bị điện tử hay nguồn năng lượng.
Một bước tiến vượt bậc trong công nghệ thị giác vừa được các nhà khoa học Trung Quốc công bố trên tạp chí Cell.
Họ đã phát triển thành công loại kính áp tròng đầu tiên trên thế giới có khả năng biến ánh sáng hồng ngoại vô hình thành ánh sáng nhìn thấy và cho phép người đeo “nhìn thấy” trong bóng tối, thậm chí ngay cả khi… nhắm mắt.
Công nghệ này không chỉ mở ra khả năng siêu thị giác mà còn đặt nền móng cho các ứng dụng vượt xa trí tưởng tượng, từ cứu hộ, an ninh, tới hỗ trợ người mù màu.
Được phát triển bởi nhóm nghiên cứu của giáo sư Tian Xue tại Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc, loại kính áp tròng đặc biệt này hoạt động mà không cần pin hay nguồn điện.
Thay vì sử dụng thiết bị nhìn đêm cồng kềnh, các nhà khoa học đã tích hợp các hạt nano đặc biệt vào vật liệu polymer mềm, tương tự như chất liệu kính áp tròng phổ biến hiện nay.
Những hạt nano này có khả năng hấp thụ ánh sáng cận hồng ngoại (từ 800 đến 1600 nanomet) và chuyển đổi thành ánh sáng trong phổ 400–700 nanomet, vốn là phạm vi con người có thể nhìn thấy.
Trong các thử nghiệm trên chuột, các nhà nghiên cứu phát hiện rằng những con chuột được đeo loại kính này có khả năng phân biệt giữa các không gian chiếu sáng bằng tia hồng ngoại và bóng tối.
Hành vi của chúng thay đổi rõ rệt: chúng tránh ánh sáng hồng ngoại và đồng tử co lại khi tiếp xúc với tia sáng vô hình này – một dấu hiệu sinh lý của thị lực thực sự. Các hình ảnh chụp não cũng xác nhận rằng ánh sáng hồng ngoại kích hoạt các vùng xử lý thị giác của chuột.
Đáng chú ý, khi thử nghiệm trên người, các tình nguyện viên đeo kính áp tròng có thể phát hiện chính xác các tín hiệu nhấp nháy bằng ánh sáng hồng ngoại (mô phỏng theo mã Morse) và nhận biết được hướng phát sáng.
Trong khi đó, những người không đeo kính hoàn toàn không thể thấy gì. Điều thú vị hơn nữa là khả năng nhận tín hiệu hồng ngoại thậm chí còn tốt hơn khi nhắm mắt , nhờ khả năng xuyên thấu của ánh sáng cận hồng ngoại qua mí mắt, trong khi ánh sáng khả kiến lại bị cản trở nhiều hơn.
Người tham gia nghiên cứu đang đeo kính áp tròng.
Không dừng lại ở việc “nhìn thấy”, công nghệ kính áp tròng này còn có khả năng mã hóa màu sắc ánh sáng hồng ngoại .
Bằng cách điều chỉnh cấu trúc của các hạt nano, các nhà khoa học có thể chuyển đổi các bước sóng hồng ngoại khác nhau thành các màu cụ thể: ánh sáng 980 nm thành màu xanh dương, 808 nm thành màu xanh lá cây, và 1.532 nm thành màu đỏ.
Điều này giúp người đeo không chỉ nhìn thấy ánh sáng hồng ngoại, mà còn phân biệt được các bước sóng khác nhau trong phổ ánh sáng này – một tính năng cực kỳ hữu ích cho những ứng dụng như phân tích vật liệu, xác định nguồn nhiệt hay hỗ trợ người mù màu nhìn thấy những sắc độ mà họ vốn không thể cảm nhận.
Tuy nhiên, vì kính áp tròng ở sát võng mạc nên độ phân giải hình ảnh còn bị giới hạn do hiện tượng tán xạ ánh sáng.
Để khắc phục, nhóm nghiên cứu cũng phát triển một phiên bản kính đeo mắt sử dụng cùng loại hạt nano, cho phép người dùng thu nhận hình ảnh hồng ngoại với độ chi tiết cao hơn.
Hiện tại, các phiên bản kính áp tròng thử nghiệm mới chỉ phản hồi với nguồn sáng hồng ngoại mạnh như đèn LED.
Nhưng nhóm nghiên cứu đang nỗ lực nâng cao độ nhạy của các hạt nano để cho phép phát hiện cả các nguồn ánh sáng yếu hơn như bức xạ nhiệt từ cơ thể người hay động vật, và điều này có thể sẽ mở ra cánh cửa tới việc nhìn trong bóng tối hoàn toàn mà không cần nguồn sáng chiếu vào.
Tiềm năng của công nghệ này là cực kỳ rộng lớn. Theo giáo sư Tian Xue, kính áp tròng nhìn hồng ngoại có thể ứng dụng trong an ninh, quân sự, cứu hộ, mã hóa thông tin không dây, và cả lĩnh vực chống làm giả.
Hơn nữa, nếu công nghệ mã hóa ánh sáng được tối ưu, nó có thể được sử dụng để điều chỉnh phổ màu mà người mù màu cảm nhận được – giúp họ nhìn thấy những màu sắc vốn dĩ vô hình.
Nghiên cứu đột phá này được tài trợ bởi nhiều quỹ nghiên cứu hàng đầu của Trung Quốc, bao gồm Chương trình khoa học và công nghệ trọng điểm quốc gia, Quỹ khoa học tự nhiên Trung Quốc và Quỹ khoa học New Cornerstone.
Với những bước tiến tiếp theo về độ phân giải và độ nhạy, nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ sớm thương mại hóa loại kính áp tròng này, biến viễn cảnh "siêu năng lực nhìn trong bóng tối" từ truyện viễn tưởng thành một phần của đời sống thực tế.
Từ việc giúp con người nhìn trong bóng tối mà không cần thiết bị hỗ trợ cồng kềnh, đến khả năng phân biệt quang phổ hồng ngoại và cải thiện thị lực cho người mù màu, công nghệ kính áp tròng hồng ngoại này không chỉ là một đột phá y học – mà còn là cánh cổng mở ra tương lai của thị giác tăng cường, nơi giới hạn của mắt người sẽ không còn là trở ngại cho việc khám phá thế giới.
