Kính áp tròng “nhìn xuyên đêm” đầu tiên trên thế giới: Không cần pin, không kính to - chỉ cần đeo vào mắt là thấy được, kể cả khi nhắm mắt

Một nhóm nghiên cứu tại Trung Quốc vừa công bố một bước tiến đáng chú ý trong lĩnh vực thị giác nhân tạo: phát triển thành công kính áp tròng có khả năng hiển thị ánh sáng hồng ngoại, kể cả trong điều kiện người đeo nhắm mắt. Thiết bị hoạt động hoàn toàn không cần nguồn điện và được mô tả là bước khởi đầu cho thế hệ thiết bị hỗ trợ thị giác có tính ứng dụng cao trong đời sống lẫn quân sự.

Trong tự nhiên, con người không thể nhìn thấy ánh sáng hồng ngoại - vùng bước sóng nằm ngoài giới hạn tiếp nhận của mắt thường. Các thiết bị như kính nhìn đêm hoặc camera nhiệt hiện tại đều sử dụng cảm biến và nguồn năng lượng để chuyển đổi phần phổ này thành dạng ánh sáng khả kiến. Tuy nhiên, thiết bị mà nhóm nghiên cứu của giáo sư Tian Xue tại Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc phát triển có khả năng thực hiện việc chuyển đổi này bằng vật liệu nano, mà không cần đến pin hay bộ xử lý điện tử.

Trọng tâm của công nghệ nằm ở các hạt nano có khả năng “nâng bước sóng” (upconversion) - tức là hấp thụ photon hồng ngoại (bước sóng 800-1.600 nm) và phát xạ lại ở dải bước sóng ánh sáng khả kiến (400-700 nm). Những hạt này được nhúng trong lớp polymer dẻo để tạo thành kính áp tròng. Khi đeo vào mắt, kính sẽ hiển thị các nguồn phát hồng ngoại như ánh sáng từ đèn LED IR hoặc các vùng có nhiệt độ cao hơn.

Để kiểm chứng hiệu quả, nhóm nghiên cứu tiến hành thử nghiệm trên chuột. Kết quả cho thấy, các cá thể đeo kính có thể phân biệt được hộp có chiếu đèn hồng ngoại và né tránh, trong khi chuột không đeo kính không có phản ứng. Sau đó, kính được mở rộng kích thước để phù hợp với người, và các tình nguyện viên thử nghiệm cho biết có thể nhìn thấy ánh sáng nhấp nháy từ đèn LED hồng ngoại trong phòng tối. Đáng chú ý, hiện tượng nhìn thấy còn rõ ràng hơn khi nhắm mắt, do tia hồng ngoại có khả năng xuyên qua mí mắt tốt hơn so với ánh sáng thường, đồng thời giảm nhiễu từ các nguồn sáng khác.

Tuy vậy, công nghệ vẫn đang ở giai đoạn sơ khai. Thiết bị chỉ hoạt động hiệu quả với nguồn hồng ngoại cường độ cao, bước sóng cụ thể, và hình ảnh hiện tại chưa đạt độ phân giải đủ cao để nhận diện chi tiết như camera nhiệt chuyên dụng. Các thí nghiệm cũng cho thấy kính ban đầu chỉ hiển thị hình ảnh đơn sắc, song khi điều chỉnh loại hạt nano được sử dụng, nhóm nghiên cứu đã phân tách được ba vùng bước sóng cụ thể để hiển thị thành các màu xanh dương, xanh lá và đỏ. Người đeo kính có thể nhận diện sự khác biệt giữa các nguồn phát hồng ngoại qua ba màu này, mở ra tiềm năng ứng dụng trong phân tích hình ảnh phức tạp.

Theo giáo sư Tian Xue, nhóm đang tiếp tục hợp tác với các nhà khoa học vật liệu và chuyên gia quang học để cải thiện độ nhạy, khả năng phân giải không gian và mở rộng dải bước sóng nhận diện. Ngoài các ứng dụng quân sự và nghiên cứu ban đêm, công nghệ này còn được kỳ vọng có thể hỗ trợ người khiếm khuyết thị giác màu - bằng cách biến đổi một màu sang một màu khác mà người dùng có thể nhận biết.

Nghiên cứu đã được công bố chính thức trên tạp chí Cell. 

Anh Việt