Kính áp tròng giúp người đeo nhìn thấy tia hồng ngoại
Nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi các nhà khoa học tại Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc (USTC), TP Hợp Phì, đã tạo ra tính năng nhìn thấy ánh sáng hồng ngoại cho kính bằng cách pha trộn các hạt nano vào trong chất liệu kính áp tròng. Các hạt nano này chuyển đổi ánh sáng hồng ngoại gần (NIR) trong khoảng bước sóng 800–1.600 nanomet thành ánh sáng có bước sóng ngắn hơn, thuộc dải nhìn thấy được của mắt người (400–700 nanomet) hay còn gọi là ánh sáng khả kiến. Nhóm nghiên cứu ước tính chi phí sản xuất một cặp kính vào khoảng 200 USD.
Ánh sáng hồng ngoại gần nằm kề vùng ánh sáng khả kiến. Một số loài động vật có thểnhận biết ánh sáng hồng ngoại, dù chưa đủ để tạo thành hình ảnh rõ ràng.
Kính nhìn ban đêm cho phép thực hiện quan sát ở vùng ánh sáng hồng ngoại gầnnhưng chúng cồng kềnh và cần nguồn điện để hoạt động. Kính áp tròng mới tránh được những hạn chế này, đồng thời còn cho hình ảnh hồng ngoại đa màu sắc hơn, khác với kính nhìn ban đêm chỉ hiển thị màu xanh lá đơn sắc.
Tuy nhiên, kính áp tròng cũng có những nhược điểm riêng. Do các hạt nano trong kính làm ánh sáng bị tán xạ nên hình ảnh thu được có phần mờ. Nhóm nghiên cứu đã phần nào khắc phục nhược điểm này bằng cách kết hợp kính áp tròng với kính đeo mắt có thêm thấu kính để điều hướng ánh sáng. Thêm nữa, khác với kính nhìn ban đêm khuếch đại ánh sáng để phát hiện tín hiệu hồng ngoại yếu, kính áp tròng chỉ cho phép người dùng thấy các tín hiệu hồng ngoại mạnh, như ánh sáng phát ra từ đèn LED.
Vì những lý do này, một số chuyên gia nghi ngờ kính áp tròng có thể đem lại những ứng dụng tốt hơn so với kính nhìn ban đêm.
Dù vậy, nhóm tác giả nghiên cứu tin rằng kính có thể tiếp tục được hoàn thiệnvà có nhiều ứng dụng tiềm năng. Ví dụ, người đeo kính có thể nhìn thấy các dấu chống làm giả phát ra ánh sáng hồng ngoại mà mắt thường không thấy – theo lời Yuqian Ma, đồng tác giả và nhà thần kinh học tại USTC.
Xiaomin Li – nhà hóa học tại Đại học Fudan, Thượng Hải, người không tham gia nghiên cứu, gợi ý một ứng dụng khác: các bác sĩ ứng dụng kỹ thuật phẫu thuật huỳnh quang hồng ngoại gần (sử dụng ánh sáng hồng ngoại gần để tăng cường khả năng của bác sĩ phẫu thuật trong việc xác định ranh giới khối u, hạch bạch huyết và các đặc điểm giải phẫu khác)có thể đeo kính thay vì “phụ thuộc vào các thiết bị lớn cồng kềnh truyền thống.”
Để tạo ra kính áp tròng, nhóm nghiên cứu dựa trên nghiên cứu trước đó: tiêm hạt nano vào võng mạc chuột để giúp chuột nhìn thấy ánh sáng hồng ngoại. Lần này, họ chọn phương pháp ít xâm lấn hơn bằng cách thêm các hạt nano làm từ kim loại đất hiếm như ytterbium và erbium vào dung dịch polymer để tạo thành kính áp tròng mềm, sau đó thử nghiệm độ an toàn.
Thách thức chính, theo Ma, là làm sao đưađủ lượng hạt nano vào kính để chuyển đổi đủ ánh sáng hồng ngoại thành ánh sáng khả kiến, mà không làm thay đổi các đặc tính quang học của kính, đặc biệt là độ trong suốt.
Thử nghiệm trên chuột cho thấy những con mang kính có xu hướng chọn hộp tối, được coi là ‘an toàn’ hơn so với hộp phát ánh sáng hồng ngoại, trong khi chuột không mang kính không có sự ưu tiên nào.
Người đeo kính có thể nhìn thấy ánh sáng hồng ngoại nhấp nháy từ đèn LED rõ đến mức nhận dạng được mã Morse và xác định hướng phát tín hiệu. Hiệu quả của kính thậm chí còn tốt hơn khi người đeo nhắm mắt, bởi ánh sáng hồng ngoại gần dễ xuyên qua mí mắt hơn ánh sáng khả kiến, vốn có thể làm nhiễu hình ảnh.
Nhóm nghiên cứu dự định tìm cách tăng lượng hạt nano đưa vào kính áp tròng và phát triển các hạt có hiệu suất chuyển đổi ánh sáng cao hơn để tăng độ nhạy của công nghệ. “Chúng tôi đã vượt qua giới hạn sinh lý của thị giác con người, mở ra một cửa sổ hoàn toàn mới nhìn thế giới,” Ma kết luận.
Nguyễn Long
