Los lentes de contacto capaces de visualizar la luz infrarroja aportan nuevas percepciones al ser humano
Se cree que los ojos de los mamíferos, incluidos los humanos, solo pueden reconocer la luz visible con longitudes de onda de aproximadamente 400-700 nanómetros. Sin embargo, más de la mitad de la luz solar consiste en radiación infrarroja con longitudes de onda de 700 nanómetros o más, que cae constantemente al suelo como información invisible.
Los audaces intentos de ver esta región solo con el ojo humano no dejan de dar frutos. Investigadores de China y Estados Unidos han incorporado con éxito «nanopartículas de conversión ascendente» (UCNP), que convierten la luz del infrarrojo cercano en luz visible, a lentes de contacto blandos. Esta tecnología podría dar al ser humano la capacidad de ver en la oscuridad sin dispositivos externos.
Los lentes de contacto, denominados «lentes de contacto de conversión ascendente» (UCL), no necesitan fuente de alimentación, a diferencia de los dispositivos de visión nocturna, y pueden reconocer varias longitudes de onda infrarrojas simultáneamente. Tampoco interfieren en la visión normal con luz visible. «El dispositivo no invasivo para llevar puesto ayudará a las personas a conseguir una ‘supervisión'», explica Xue Tian, investigador en neurociencia de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China.
Convertir los infrarrojos en los tres colores primarios de la luz
Los UCNP, componente clave de la visión infrarroja, absorben la luz infrarroja cercana con longitudes de onda entre 800 y 1600 nanómetros y la convierten en luz visible con longitudes de onda entre 400 y 700 nanómetros. En las primeras fases, era posible distinguir hasta cierto punto estas diferencias, ya que la coloración tras la conversión difería ligeramente según la longitud de onda. Sin embargo, la eficacia de la conversión y la pureza del color eran limitadas en aquel momento, y se producía confusión visual cuando varias longitudes de onda estaban presentes al mismo tiempo.
Por ello, Shue y su equipo mejoraron la estructura de las nanopartículas dividiéndolas en tres capas, cada una de las cuales responde a una longitud de onda infrarroja distinta y puede emitir claramente luz visible. Por ejemplo, las longitudes de onda a 808 nanómetros son verdes, a 980 nanómetros son azules y a 1,532 nanómetros son rojas. Esto permite identificar las longitudes de onda de la luz infrarroja con gran precisión de visión cromática.
Los lentes de contacto están diseñados de forma que los índices de refracción de las nanopartículas y del sustrato polimérico coincidan, lo que permite reconocer la información infrarroja sin interferir con la visión normal. Además, el material polimérico de base tiene afinidad por el agua, lo que las hace adecuadas para un uso prolongado. Las nanopartículas también se dispersan uniformemente y no causan ninguna alteración de la visión.
Según los investigadores, cuando se colocaron los UCL a ratones de laboratorio y se les expuso a radiación infrarroja, sus pupilas se contrajeron y se generaron potenciales evocados en la corteza visual del cerebro. Los investigadores observaron una respuesta visual infrarroja incluso con los párpados cerrados. Esto se debe a que la radiación infrarroja cercana penetra fácilmente en la piel. En cambio, la eficacia de detección de las señales visuales aumenta cuando los párpados están cerrados porque hay menos interferencias de la luz visible.
El reconocimiento espacial también es posible con equipos auxiliares
Las pruebas realizadas con sujetos humanos han demostrado que pueden leer el código Morse con luz infrarroja intermitente, detectar la dirección de una fuente de luz infrarroja e identificar las longitudes de onda por colores. Por otro lado, también comprobaron que los lentes de contacto están demasiado cerca de la retina, lo que limita la reconstrucción de información espacial fina debido a la dispersión de la luz convertida.
Para superar este problema, el equipo de investigación también desarrolló un dispositivo de asistencia tipo gafas con UCNP en forma de película incrustadas en tres lentes. Con este dispositivo, fueron capaces de discriminar aproximadamente 65 cambios de luz/oscuridad por grado de campo de visión. Esto se corresponde con el rendimiento visual de alta definición del ojo humano. De hecho, los sujetos que llevaban estos dispositivos fueron capaces de leer con precisión palabras y frases construidas a partir de una combinación de diferentes longitudes de onda infrarrojas y patrones intermitentes.
La capacidad de los UCL para convertir las longitudes de onda de la luz también podría aplicarse como dispositivo de ayuda para personas con daltonismo, afirma Xue. Por ejemplo, la conversión de longitudes de onda rojas en verdes permitiría a los daltónicos percibir mejor las diferencias de color.
En la fase actual, sin embargo, los UCL solo pueden ver fuentes de luz claras, como los LED infrarrojos. El equipo de investigadores está mejorando la sensibilidad y el diseño óptico de las nanopartículas para que puedan funcionar también con la radiación infrarroja natural del entorno, como la térmica y la luz solar. En el futuro, los humanos no solo podrán ver en la oscuridad sin necesidad de equipos, sino que la «luz invisible» que llena el mundo de día y de noche podrá llegar al ojo humano como una nueva percepción.
(Editado por Daisuke Takimoto)
Artículo originalmente publicado en WIRED Japón. Adaptado por Mauricio Serfatty Godoy.
