"คอนแทคเลนส์" เหนือมนุษย์แปลงแสง NIR มิติใหม่แห่งการรับรู้

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศจีน (University of Science and Technology of China - USTC) ประกาศความสำเร็จครั้งสำคัญในการสร้าง "คอนแทคเลนส์เหนือมนุษย์" ที่ทำให้ผู้สวมใส่ สามารถมองเห็นแสงใกล้อินฟราเรด (NIR) ได้ และยิ่งไปกว่านั้นคือสามารถมองเห็นได้แม้ในยามหลับตา 

เบื้องหลังของเทคโนโลยีคอนแทคเลนส์

นวัตกรรมคอนแทคเลนส์นี้สามารถทำงานโดยไม่ต้องอาศัยพลังงานไฟฟ้า แต่สามารถทำงานได้โดยการฝัง อนุภาคนาโนที่ทำจากทองคำและโซเดียมกาโดลิเนียมฟลูออไรด์ (sodium gadolinium fluoride) ซึ่งถูกเสริมด้วยไอออนของอิตเทอร์เบียม (Ytterbium) และเออร์เบียม (Erbium) ลงในเนื้อเลนส์อย่างพิถีพิถัน 

หลักการเบื้องหลังการทำงานคือกระบวนการ การแปลงพลังงานขึ้น (upconversion)  โดยอนุภาคนาโนเหล่านี้มีคุณสมบัติพิเศษในการดูดซับแสงในช่วงคลื่น NIR หรือใกล้อินฟราเรด (700-2,500 นาโนเมตร) ซึ่งปกติมนุษย์มองไม่เห็น แล้วเปลี่ยนพลังงานเหล่านั้นให้กลายเป็นแสงที่ตามองเห็นได้ (400-700 นาโนเมตร) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ด้วยโครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ อนุภาคนาโนเหล่านี้จึงสามารถทำงานได้เองโดยไม่ต้องพึ่งพิงแหล่งพลังงานภายนอก ทำให้คอนแทคเลนส์มีน้ำหนักเบาและใช้งานสะดวก

ที่มาของภาพ
Phys.org

ผลลัพธ์จากการทดลอง

การทดลองเบื้องต้นกับหนูได้แสดงผลลัพธ์ที่น่าประทับใจ โดยหนูที่สวมคอนแทคเลนส์สามารถหลีกเลี่ยงพื้นที่ที่เต็มไปด้วยแสงอินฟราเรดได้อย่างชาญฉลาด ซึ่งยืนยันถึงความสามารถในการรับรู้แสงที่ตามองไม่เห็นได้อย่างชัดเจน แต่สิ่งที่สร้างความน่าสนใจมากที่สุดคือผลการทดลองในมนุษย์ ซึ่งผู้เข้าร่วมการทดสอบที่สวมใส่คอนแทคเลนส์สามารถตรวจจับรูปแบบรหัสมอร์ส หรือระบบรหัสที่ใช้ชุดของจุด (.) และขีด (-) แทนตัวอักษร ตัวเลข และสัญลักษณ์ เพื่อใช้ในการส่งข้อความผ่านเสียง แสง หรือสัญญาณวิทยุ ที่ส่งผ่านสัญญาณอินฟราเรดได้ และที่น่าทึ่งคือ พวกเขาสามารถรับรู้สัญญาณเหล่านี้ได้ดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัดเมื่อหลับตา โดยนักวิจัยอธิบายว่า การปิดเปลือกตาช่วยขจัดสัญญาณรบกวนจากแสงที่มองเห็นได้ ทำให้ผู้สวมใส่สามารถโฟกัสไปที่พัลส์แสง NIR ที่สามารถทะลุเปลือกตาได้อย่างแม่นยำ

ที่มาของภาพ
Phys.org

อีกทั้งทีมวิจัยยังได้พัฒนาความสามารถของเลนส์ให้สามารถแปลงแสง NIR ที่ความยาวคลื่นต่างกันให้กลายเป็นสีต่าง ๆ ได้ เช่น แสง NIR 980 นาโนเมตร จะถูกแปลงเป็นสีน้ำเงิน, 808 นาโนเมตร เป็นสีเขียว และตั้งแต่ 1,532 นาโนเมตร ขึ้นไปจะถูกแปลงเป็นสีแดง ความสามารถนี้ไม่เพียงแต่ช่วยให้ผู้ใช้งานมองเห็นสภาพแวดล้อมได้ชัดเจนและมีรายละเอียดมากขึ้นเท่านั้น แต่ทีมวิจัยเชื่อว่าจะเป็นการจุดประกายความหวังครั้งใหม่ในการช่วยผู้พิการทางสายตาที่มีภาวะตาบอดสีให้สามารถแยกแยะสีสันได้อย่างสมบูรณ์ยิ่งขึ้น ในขณะนี้ ทีมวิจัยยังคงเดินหน้าพัฒนาต่อยอด โดยมีแผนที่จะสร้างสรรค์แว่นตาที่สามารถใช้งานร่วมกับคอนแทคเลนส์ เพื่อยกระดับความละเอียดในการมองเห็นให้ดียิ่งขึ้นไปอีก

ศักยภาพและการประยุกต์ใช้ในอนาคต

แม้ว่าปัจจุบันคอนแทคเลนส์จะยังคงรับรู้แสง NIR ได้จากแหล่งกำเนิด LED เท่านั้น แต่ทีมงานก็กำลังทุ่มเทอย่างหนักเพื่อขยายขอบเขตความสามารถของมันให้กว้างขวางยิ่งขึ้นในอนาคตอันใกล้ นับเป็นอีกหนึ่งความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในการพัฒนาอุปกรณ์ทางการแพทย์และเทคโนโลยีความปลอดภัยที่ล้ำสมัยในอนาคต