ทีมนักวิทยาศาสตร์จากจีนพัฒนาคอนแท็กต์เลนส์ (Contact Lenses) ชนิดใหม่ที่สามารถมองเห็นแสงอินฟราเรดได้แม้ในความมืด ด้วยวัสดุนาโนที่แปลงแสงให้ตามนุษย์รับรู้ได้โดยไม่ต้องใช้พลังงานไฟฟ้า หวังต่อยอดช่วยคนตาบอดสีในอนาคต
ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศจีน (University of Science and Technology of China) ได้ตีพิมพ์ผลงานวิจัยในวารสาร Nature ระบุว่า คอนแท็กต์เลนส์ต้นแบบที่พัฒนาขึ้นนี้สามารถตรวจจับแสงอินฟราเรดและแปลงเป็นแสงที่ตามนุษย์มองเห็นได้ โดยอาศัยกระบวนการ "อัปคอนเวอร์ชัน" (upconversion)
โดยทำงานด้วยการนำแสงพลังงานต่ำอย่างอินฟราเรดมาเปลี่ยนเป็นแสงพลังงานสูงผ่านอนุภาคนาโนพิเศษโดยไม่ต้องพึ่งพาพลังงานไฟฟ้า ทำให้คอนแท็กต์เลนส์มีขนาดบาง สามารถใช้งานได้สะดวก และไม่ก่อให้เกิดความร้อนต่อดวงตา
เลนส์ดังกล่าวประกอบด้วยอนุภาคนาโนโซเดียมแกโดลิเนียมฟลูออไรด์ ผสมไอออนของเออร์เบียมและอิตเทอร์เบียม ซึ่งสามารถดูดซับรังสีอินฟราเรดและปล่อยแสงสีเขียวออกมาเมื่อตอบสนองกับแสงที่ตกกระทบ คุณสมบัตินี้ทำให้ผู้สวมใส่สามารถมองเห็นวัตถุในที่มืดได้ชัดเจนขึ้นด้วยตาเปล่า โดยไม่ต้องพึ่งกล้องมองกลางคืนหรืออุปกรณ์เสริมอื่น ๆ เลนส์ยังบางเพียง 200 ไมโครเมตร จึงใกล้เคียงกับเลนส์สายตาทั่วไป
การทดสอบกับหนูทดลองแสดงให้เห็นว่า หนูที่สวมเลนส์ต้นแบบสามารถหลีกเลี่ยงพื้นที่ที่มีแสงอินฟราเรดได้อย่างชัดเจน สะท้อนว่ามีการรับรู้แสงในช่วงความยาวคลื่นที่ตามนุษย์มองไม่เห็น สำหรับการทดลองกับมนุษย์ ผู้เข้าร่วมที่สวมแว่นตาต้นแบบซึ่งติดตั้งเลนส์ดังกล่าวสามารถตรวจจับแสงอินฟราเรดกะพริบได้ แม้ในขณะหลับตา โดยนักวิจัยระบุว่า รังสีอินฟราเรดบางความยาวคลื่นสามารถทะลุผ่านเปลือกตาได้ในระดับหนึ่ง จึงทำให้เกิดการรับรู้แสงแม้ดวงตาถูกปิดไว้
เทคโนโลยีนี้มีศักยภาพในการต่อยอดไปใช้ประโยชน์ในหลายด้าน ไม่ว่าจะเป็นการช่วยคนตาบอดสี โดยอาจแปลงแสงบางช่วงที่ผู้ป่วยมองไม่เห็นให้กลายเป็นสีที่สามารถรับรู้ได้ หรือใช้ในงานค้นหาและกู้ภัยในที่มืด การตรวจจับความร้อนจากร่างกายมนุษย์ หรือวัตถุในสภาพแวดล้อมที่มีแสงน้อย นอกจากนี้ยังมีความเป็นไปได้ในการประยุกต์กับอุปกรณ์ความมั่นคง รวมถึงระบบป้องกันภัยส่วนบุคคลในอนาคต
อีกหนึ่งจุดเด่นของนวัตกรรมนี้คือความปลอดภัย เนื่องจากเลนส์ไม่ต้องอาศัยพลังงานไฟฟ้า ไม่มีส่วนประกอบที่เปล่งความร้อนหรือแสงสว่างแรงเกินไป จึงปลอดภัยต่อดวงตา และสามารถใช้งานได้ต่อเนื่องโดยไม่ต้องเปลี่ยนแบตเตอรี่ หรือเชื่อมต่อกับอุปกรณ์อื่น นักวิจัยกำลังพัฒนารุ่นต้นแบบเพิ่มเติมเพื่อให้สามารถตรวจจับแสงในช่วงคลื่นอื่น เช่น รังสีอัลตราไวโอเลต หรือแสงใกล้ขอบเขตการมองเห็น เพื่อช่วยเหลือผู้มีปัญหาทางสายตาในรูปแบบที่หลากหลายมากขึ้น
คอนแท็กต์เลนส์อินฟราเรดต้นแบบจากจีนนี้ เป็นการพัฒนานวัตกรรมที่ผสานเทคโนโลยีนาโนและวิศวกรรมการมองเห็นไว้ด้วยกัน เปิดโอกาสใหม่ให้มนุษย์สามารถมองเห็นโลกในสเปกตรัมที่ดวงตามนุษย์ไม่เคยรับรู้ได้มาก่อน ทั้งยังมีแนวโน้มในการนำไปใช้ช่วยเหลือผู้มีความบกพร่องทางการมองเห็น และใช้ในงานความมั่นคงหรือความปลอดภัยส่วนบุคคลอย่างกว้างขวางในอนาคต หากเทคโนโลยีนี้พัฒนาไปถึงระดับการผลิตในเชิงพาณิชย์ ก็อาจเปลี่ยนวิธีที่มนุษย์รับรู้สิ่งรอบตัวได้อย่างสิ้นเชิง
เรียบเรียงโดย ขนิษฐา จันทร์ทร
ที่มาข้อมูล: newatlas, nature, newscientist, techexplorist, sciencedaily
“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech
