Forschern ist ein bedeutender Durchbruch in der Nachtsichttechnologie gelungen: Sie haben Spezial-Kontaktlinsen entwickelt, die Infrarotstrahlung direkt in sichtbares Licht umwandeln können. Diese Innovation hat das Potenzial, klobige und energieintensive Nachtsichtgeräte zukünftig überflüssig zu machen.
Ein bemerkenswerter Aspekt ist, dass die Technologie es sogar ermöglicht, bei geschlossenen Augen zu sehen. Die Grundlage hierfür bilden Nanopartikel, die ohne externe Energiequelle auskommen, wie ein Forscherteam kürzlich im renommierten Fachjournal „Cell“ detailliert berichtete.
Die Grenzen menschlicher Wahrnehmung
Das menschliche Auge ist nur in der Lage, einen sehr kleinen Ausschnitt des gesamten elektromagnetischen Spektrums zu erfassen – das sogenannte sichtbare Licht. Infrarotstrahlung, wie sie beispielsweise von warmen Körpern emittiert wird, bleibt unserer direkten Wahrnehmung hingegen verborgen und unsichtbar. Herkömmliche Nachtsichtgeräte überbrücken diese Limitation, indem sie Infrarotlicht für das menschliche Auge sichtbar machen.
Allerdings sind diese Geräte oft durch ihre Größe und ihr Gewicht unhandlich. Zudem benötigen sie für ihren Betrieb externe Energiequellen, meist in Form von Batterien. Ein weiterer Nachteil ist, dass sie in der Regel nur monochrome, typischerweise grünliche Bilder liefern. Dies liegt daran, dass sie nicht fähig sind, zwischen den verschiedenen Frequenzen des Infrarotlichts zu differenzieren und somit kein farbiges Bild erzeugen können.
Nanotechnologie als Schlüssel
Einem chinesischen Forscherteam um Yuqian Ma und Tian Xue von der University of Science and Technology of China in Hefei ist es nun gelungen, Kontaktlinsen zu entwickeln, die diese bestehenden Nachteile umgehen. Das Kernstück dieser innovativen Entwicklung sind winzige Nanopartikel. Diese werden in ein lichtdurchlässiges Hydrogel eingebettet, ein Material, das auch für moderne Standardkontaktlinsen verwendet wird.
Diese speziellen Nanopartikel haben die Fähigkeit, eintreffende Infrarotstrahlung effektiv aufzufangen. Durch einen physikalischen Prozess, der als Photonen-Hochkonversion bekannt ist, wandeln sie diese Strahlung niederer Energie in Licht höherer Energie um, welches dann im für Menschen sichtbaren Spektrum liegt. Das Erstaunlichste an dieser Methode ist, dass die notwendige Energie für diesen Umwandlungsprozess direkt aus der eingefangenen Infrarotstrahlung selbst gewonnen wird.
Dadurch entfällt die Notwendigkeit externer Stromquellen wie Batterien vollständig. Den Forschern gelang es darüber hinaus, einen Mechanismus zu integrieren, der es ermöglicht, verschiedene Wellenlängen des Infrarotlichts in unterschiedliche sichtbare Farben zu übersetzen, was den Weg für eine mehrfarbige Nachtsicht ebnet. Die detaillierten Ergebnisse ihrer Forschungsarbeit wurden in der fachzeitschrift Cell veröffentlicht.
Erfolgreiche Tests
Die beeindruckende Funktionsfähigkeit der neuartigen Infrarot-Kontaktlinsen konnte bereits in mehreren Experimenten unter Beweis gestellt werden. In ersten Versuchsreihen mit Mäusen konnten die Wissenschaftler nachweisen, dass die Tiere durch das Tragen der Linsen in die Lage versetzt wurden, Infrarotlichtquellen aktiv wahrzunehmen und entsprechend darauf zu reagieren.
Anschließend bestätigten Tests mit menschlichen Probanden diese vielversprechenden Ergebnisse. Die Testpersonen waren mit den Kontaktlinsen ausgestattet und konnten Infrarotlicht sowohl in heller Umgebung als auch bei vollständiger Dunkelheit klar erkennen. Ein besonders hervorzuhebender und faszinierender Aspekt dieser Technologie ist die Tatsache, dass Infrarotstrahlung die menschlichen Augenlider zu durchdringen vermag.
Dies ermöglichte es den Teilnehmern der Studie, selbst bei fest geschlossenen Augen weiterhin Infrarotlichtquellen in ihrer Umgebung wahrzunehmen. Diese Fähigkeit könnte das Sehen bei Dunkelheit und die Mensch-Maschine-Interaktion fundamental verändern.
Tom ist der Hauptautor von beachtenswert.info und freut sich immer über Feedback. Mit journalistischer Erfahrung seit 2012, als Buchautor aktiv und mit großer Passion für das Weltenbummeln (mit Betonung auf Bummeln.)
