Infrarot-Kontaktlinsen, mit denen Sie auch mit geschlossenen Augen im Dunkeln sehen können

Sich im Dunkeln zurechtfinden, auch mit geschlossenen Augen: Das ist keine Science-Fiction, sondern die Erfindung einer Gruppe chinesischer Forscher. Möglich wird die „Überwachung“ durch neue Kontaktlinsen, die ein Team der University of Science and Technology of China unter der Leitung des Neurowissenschaftlers Tian Xue entwickelt hat. Im Gegensatz zu aktuellen Nachtsichtgeräten wandeln die in der Fachzeitschrift Cell beschriebenen neuen Linsen Infrarotlicht ohne externe Energiequellen in sichtbares Licht um und wurden bereits an Menschen getestet.

Die „Aufsicht“

„Unsere Forschung eröffnet die Möglichkeit, Menschen mit nichtinvasiven tragbaren Geräten zu überwachen“, sagte Xue. Das menschliche Auge kann nur einen Teil des Lichtspektrums wahrnehmen, nämlich den sichtbaren Bereich. Dank neuer Kontaktlinsen ist es nun möglich, diesen Bereich auf die Infrarotfrequenzen auszudehnen, sodass wir beispielsweise auch im Dunkeln sehen können.

Dabei handelt es sich um Linsen, die den herkömmlichen Linsen auf den ersten Blick ähneln: weich und transparent, in ihrem Inneren befinden sich jedoch Nanopartikel, die in der Lage sind, Nahinfrarotlicht mit Frequenzen im Bereich zwischen 800 und 1600 Nanometern in sichtbares Licht umzuwandeln: Licht bei 808 Nanometern in grünes Licht, bei 980 in blaues und bei 1532 in rotes Licht. Da sie transparent sind, können Benutzer sowohl Infrarot- als auch sichtbares Licht gleichzeitig sehen. Tests haben jedoch gezeigt, dass die Infrarotsicht genauer ist, wenn die Teilnehmer die Augen geschlossen haben. Dies liegt daran, dass Infrarot leichter in die Augenlider eindringt und es weniger Interferenzen mit sichtbarem Licht gibt.

Arbeit an noch empfindlicheren Objektiven

Derzeit ermöglichen Linsen nur die Sicht auf sehr intensive Infrarotquellen und garantieren keine wirklich klare Sicht, sondern lediglich die Erkennung von Infrarotlichtimpulsen. Doch die Autoren arbeiten bereits daran, die Empfindlichkeit der Nanopartikel zu erhöhen, sodass sie auch geringere Mengen an Infrarotlicht erkennen können: „In Zukunft“, so Xue abschließend, „hoffen wir, Kontaktlinsen mit feinerer räumlicher Auflösung und höherer Empfindlichkeit herstellen zu können.“

Wie sind wir zu diesem Ergebnis gekommen?

Doch welchen Weg haben chinesische Wissenschaftler gewählt, um zu diesem Ergebnis zu gelangen? Bei der Entwicklung der Kontaktlinsen bauten sie auf früheren Forschungsarbeiten auf, bei denen sie Mäusen Infrarotsicht verliehen, indem sie Nanopartikel in die Netzhaut der Tiere injizierten. Beim Menschen wählten sie jedoch einen weniger invasiven Ansatz und fügten einer Mischung aus Polymerelementen Nanopartikel seltener Erden, darunter Ytterbium und Erbium, hinzu, um die weichen Linsen herzustellen, die sofort auf ihre Sicherheit und Ungiftigkeit getestet wurden.

Und sie erklärten: „Die Herausforderung bestand darin, genügend Nanopartikel in die Linsen einzufügen, um genügend Infrarotlicht in sichtbares Licht umzuwandeln, ohne die optischen Eigenschaften der Linsen, einschließlich der Transparenz, zu verändern.“

Tests an Mäusen

Tests an Mäusen zeigten, dass Tiere mit Linsen dazu neigten, eine dunkle, „sichere“ Box einer mit Infrarotlicht beleuchteten vorzuziehen, während Mäuse ohne Linsen keine Präferenz für eine der beiden Boxen zeigten. Menschen, die die Linsen trugen, konnten das flackernde Infrarotlicht einer LED gut genug sehen, um die blinkenden Morsecode-ähnlichen Signale aufzunehmen und die Richtung zu erkennen, aus der das Infrarotlicht kam.

Es funktioniert sogar mit geschlossenen Augen

Dabei gibt es einen besonders interessanten Aspekt zu berücksichtigen: „Neugierig“, definiert Tian Xue es. Er erklärt: „Auch wenn die Träger der neuen Linsen die Augen schlossen, konnten sie weiterhin Infrarotlichtinformationen empfangen. Da das Licht das Augenlid besser durchdringt, waren die Wahrnehmungsschärfe und -genauigkeit mit geschlossenen Augen sogar höher als mit offenen.“