چشم‌های نامرئی/ رازهای پنهان نور را فاش می‌کنند

دانشمندان چینی دنیای فروسرخ را روشن می‌سازند.

کد خبر: ۸۰۸۲۶۷

تاریخ: ۰۷ خرداد ۱۴۰۴ - ۱۱:۰۷

به گزارش ایران اکونومیست؛ محققان با ساخت لنزهایی تماسی که امکان دیدن نور فروسرخ را فراهم می‌کنند، تجربه‌ای شبیه به بینایی فراانسانی را برای انسان‌ها ممکن کرده‌اند. نور فروسرخ بخشی از طیف الکترومغناطیسی است که با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیست. برخلاف عینک‌های دید در شب، این لنزهای تماسی به منبع انرژی نیاز ندارند و چون شفاف هستند، فرد می‌تواند نور فروسرخ را به‌همراه تمامی رنگ‌های مرئی معمول، به‌طور هم‌زمان ببیند.

پروفسور تیان شو، عصب‌شناس دانشگاه علوم و فناوری چین و از نویسندگان مقاله‌ای که فناوری جدید را معرفی کرده است، گفت این دستاورد مسیر را برای ساخت انواع لنزهای تماسی، عینک‌ها و دیگر ابزارهای پوشیدنی که به انسان‌ها «ابربینایی» می‌بخشند، هموار می‌کند. او افزود این فناوری همچنین می‌تواند به افراد دچار کوررنگی کمک کند.

لنزهای دید ابرانسانی از نانوذرات بالادگرگونی استفاده می‌کنند

لنزها‌ی فروسرخ، جدیدترین پیشرفت حاصل از تلاش گروهی از دانشمندان چینی برای گسترش دامنه‌ی دید انسان فراتر از محدوده‌ی طبیعی و محدود هستند. طول‌موج‌هایی از نور که انسان قادر به دیدن آن‌ها است، کمتر از یک‌صدم درصد کل طیف الکترومغناطیسی را تشکیل می‌دهند.

دکتر یوچیان ما، یکی از نویسندگان مطالعه گفت: «بیش از نیمی از انرژی تابشی خورشید که به‌صورت نور فروسرخ وجود دارد، برای انسان غیرقابل درک باقی می‌ماند.» طیف رنگ‌هایی که برای انسان قابل‌مشاهده‌اند، طول‌موج‌هایی بین ۴۰۰ تا ۷۰۰ نانومتر را شامل می‌شود (یک نانومتر برابر است با یک میلیونیم میلی‌متر).

اما بسیاری از جانوران، جهان را به گونه‌ای متفاوت درک می‌کنند. پرندگان، زنبورها، گوزن‌های شمالی و موش‌ها قادرند نور فرابنفش را ببینند؛ طول‌موج‌هایی که برای چشم انسان بیش از حد کوتاه هستند. همچنین، برخی مارها و خفاش‌های خون‌آشام اندام‌هایی دارند که فروسرخ دور یا همان پرتو حرارتی را شناسایی و به آن‌ها در شکار طعمه کمک می‌کند.

دانشمندان برای گسترش دامنه‌ی دید انسان و ارتقای تجربه‌ی ما از جهان، از ذراتی به نام نانوذرات بالادگرگونی (upconversion) استفاده کردند. این ذرات نور فروسرخ را جذب می‌کنند و آن را به شکل نور مرئی بازتاب می‌دهند. محققان در مطالعه‌ی خود ذراتی را انتخاب کردند که نور فروسرخ نزدیک (با طول‌موج‌هایی اندکی فراتر از محدوده‌ی دید انسان) را جذب و آن را به نور مرئی قرمز، سبز یا آبی تبدیل می‌کنند.

بیشتر بخوانید

تیم تحقیقاتی در مطالعات قبلی، با تزریق نانوذرات بالادگرگونی به زیر شبکیه، بافت حساس به نور در پشت چشم، توانستند به موش‌ها توانایی دیدن فروسرخ قرمز نزدیک را بدهند. اما محققان با در‌نظر‌گرفتن این نکته که چنین روشی ممکن است به‌راحتی مورد پذیرش انسان‌ها قرار نگیرد، به‌دنبال راهکاری کمتر تهاجمی رفتند.

دانشمندان در مقاله‌ی خود شرح دادند که چگونه لنزهای تماسی نرمی ساخته‌اند که با نانوذرات بالادگرگونی پوشانده شده‌اند. زمانی که این لنزها استفاده می‌شوند، افراد قادرند الگوهایی از نور فروسرخ را مشاهده کنند که به شکل چشمک‌زن و منقطع هستند؛ الگوهایی که از نظر ظاهری به کد مورس شباهت دارند. این ویژگی به آن‌ها امکان می‌دهد تا منبع نور فروسرخ را شناسایی و جهت تابش آن را تعیین کنند.

زمانی که افراد استفاده‌کننده چشم‌هایشان را می‌بستند، بینایی فروسرخ بهبود می‌یافت، زیرا پلک‌ها نور مرئی را بیش از نور فروسرخ مسدود می‌کنند و در نتیجه، نور مرئی کمتری برای ایجاد اختلال وجود داشت.

دریافت نور فروسرخ با لنزها با چشم بسته بیشتر است

لنزها به‌اندازه‌ای حساس نیستند که بتوانند سطوح پایین و طبیعی نور فروسرخ را ببینند  و از آنجا که اجسام گرم عمدتاً در محدوده‌ی فروسرخ دور تابش می‌کنند، این لنزها قابلیت دید حرارتی را فراهم نمی‌کنند. اما محققان می‌گویند تمرکز تحقیقات آینده بر ساخت لنزهایی خواهد بود که عملکرد مؤثرتری داشته باشند.

شو گفت: «اگر دانشمندان مواد بتوانند نانوذرات بالادگرگونی با کارایی بالاتری بسازند، ممکن است دیدن نور فروسرخ محیط اطراف با استفاده از لنزهای تماسی امکان‌پذیر شود.» شو حتی بدون توانایی کامل برای دیدن فروسرخ، کاربردهایی برای این فناوری متصور است. او گفت: «به‌عنوان مثال، پیام‌های محرمانه‌ای که با نور فروسرخ ارسال می‌شوند، فقط برای افرادی قابل‌مشاهده خواهند بود که این لنزها را به چشم دارند.»

محققان پیشنهاد کردند که توسعه‌ی فناوری جدید می‌تواند برای کمک به افراد مبتلا به کوررنگی مورد استفاده قرار گیرد. شو گفت: «این فناوری با تبدیل نور مرئی قرمز به چیزی مانند نور مرئی سبز، می‌تواند آنچه را که برای افراد کوررنگ نامرئی است، مشاهده‌پذیر کند.»