Cela ressemble certes à un scénario tiré d’une nouvelle série de science-fiction, mais une paire de lentilles de contact imprégnées de nanoparticules et ne nécessitant aucune alimentation électrique s’est avérée efficace pour permettre à des êtres humains de voir ce qui était auparavant invisible, même lorsqu’ils avaient les yeux fermés.
Dans une étude précédente, des chercheurs de l’Université des sciences et technologies de Chine ont démontré comment l’injection de nanoparticules dans la rétine de souris leur permettait de voir dans le proche infrarouge (NIR). Il s’agit d’une gamme de lumière normalement indétectable par les mammifères, qui tend à s’arrêter en dessous de 700 nanomètres (nm) de longueur d’onde. La lumière NIR se propage dans des longueurs d’onde comprises entre 700 nm et 2 500 nm et, bien qu’elle puisse être perçue comme de la chaleur, nous ne pouvons pas la voir.
Cherchant à développer un moyen moins invasif de permettre l’accès visuel à la lumière NIR, les chercheurs de l’Université des sciences et technologies de Chine ont mis au point des lentilles de contact basées sur la même technologie que celle utilisée dans les injections. Ils ont ainsi intégré dans les lentilles des nanoparticules d’or et de fluorure de gadolinium dopées avec des ions ytterbium et erbium. Ces nanoparticules ont divers effets sur la lumière, mais leur impact global est qu’ensemble, elles sont capables d’absorber les longueurs d’onde NIR et de les transformer en longueurs d’onde visibles dans la gamme 400-700 nm grâce à un processus appelé « conversion ascendante ». Les particules agissent ainsi grâce à leur structure et n’ont donc pas besoin d’une source d’énergie pour fonctionner.
Les chercheurs ont d’abord testé les lentilles sur des souris. Ils ont constaté que les souris portant les lentilles évitaient une boîte inondée de lumière infrarouge et préféraient se déplacer vers une boîte complètement sombre. Mais les souris qui ne portaient pas les lentilles ne montraient aucune préférence entre les deux boîtes.
Lors d’essais sur des humains, les porteurs de lentilles ont pu détecter un code Morse à partir de signaux infrarouges pulsés. Plus intéressant encore, ils ont mieux perçu les signaux lorsqu’ils avaient les yeux fermés. En effet, leurs yeux fermés, ils n’étaient pas gênés par la lumière visible et pouvaient se concentrer sur les impulsions NIR, qui traversent la paupière.
Les chercheurs ont ensuite modifié les nanoparticules des lentilles afin de convertir certaines longueurs d’onde NIR en différentes couleurs. Celles de 980 nm ont été converties en lumière bleue, celles de 808 nm en lumière verte et celles supérieures à 1 532 nm en lumière rouge. Non seulement cela pourrait aider les porteurs de lentilles à mieux voir leur environnement, mais l’équipe affirme que cela pourrait également aider les personnes daltoniennes à surmonter leurs handicaps visuels.
Une autre étape de l’étude a consisté à développer une paire de lunettes pouvant être combinée avec les lentilles afin d’offrir des détails encore plus fins qu’avec les lentilles seules.
Actuellement, les lentilles ne peuvent percevoir que la lumière NIR émise par des sources LED, mais l’équipe travaille à l’élargissement de leurs capacités.
« Nos recherches ouvrent la voie à des dispositifs portables non invasifs capables de donner une super-vision aux gens », explique Tian Xue, auteur principal de l’étude et neuroscientifique à l’Université des sciences et technologies de Chine. « Ce matériau offre de nombreuses applications potentielles immédiates. Par exemple, la lumière infrarouge clignotante pourrait être utilisée pour transmettre des informations dans les domaines de la sécurité, du sauvetage, du chiffrement ou de la lutte contre la contrefaçon. »
Ces lentilles de contact ont été décrites dans un article publié dans la revue Cell.
