آیا انسان می‌تواند نور فروسرخ را ببیند؟ | لنز تماسی انقلابی که واقعیت را تغییر می‌دهد
تصور کن در اتاقی تاریک نشسته‌ای، چراغ‌ها خاموشند، و تو چشمانت را بسته‌ای. اما ناگهان، جرقه‌ای در ذهن روشن می‌شود: از زیر پلک بسته‌ات، نورهایی لرزان نمایان می‌شوند، بی‌صدا، بی‌رنگ، و با نوری از جنسی دیگر. این نور، نه از دنیای مرئی، که از طیفِ نادیدهٔ مادونقرمز می‌آید. در پژوهشی پیشگامانه، دانشمندان چینی با استفاده از لنزهای تماسی خاص توانسته‌اند امکان دیدن این نورِ پنهان را برای انسان فراهم کنند. این نوآوری نه‌تنها گامی شگرف در حوزه‌ی فناوری‌های پوشیدنی است، بلکه مفهومی کلیدی به نام «لنز تماسی مادونقرمز» (infrared contact lens) را وارد فرهنگ عمومی میکند. این لنزها با بهره‌گیری از نانوذرات پیشرفته، طولموجهای نامرئی را به طیف قابلرؤیت تبدیل میکنند؛ تحولی که می‌تواند نگاه ما به امنیت، بینایی، و حتی رنگ‌ها را تغییر دهد. در این مقاله، با عمق علمی این دستاورد، کاربردهای آن، و آینده‌ای که وعده می‌دهد، آشنا می‌شویم.
لنزی برای دیدن آنچه که همیشه نادیده می‌ماند
چشم انسان به‌طور طبیعی فقط می‌تواند نورهای بین ۴۰۰ تا ۷۰۰ نانومتر را درک کند؛ این همان بخشی از طیف الکترومغناطیسی است که به آن «نور مرئی» می‌گوییم. اما آن‌سوی این مرز، دنیای مادونقرمز (Infrared) با طول‌موج‌هایی از حدود ۸۰۰ تا ۱۶۰۰ نانومتر قرار دارد که در حالت عادی برای ما غیرقابل مشاهده است. پژوهشگران دانشگاه علوم و فناوری چین، با توسعهٔ لنزهایی از جنس نانوذرات خاص، موفق شده‌اند این مرز را برای چشم انسان بشکنند.
این لنزها به‌طور کامل شفاف هستند و بینایی عادی را مختل نمی‌کنند؛ بلکه فقط نورهای مادونقرمز را نیز به دامنهٔ دید می‌افزایند. در آزمایش‌ها، شرکت‌کنندگان پس از قرار دادن لنز، قادر بودند چشمک‌زدن منابع نوری مادونقرمز را به‌وضوح ببینند و حتی جهت آن را تشخیص دهند. پژوهشگر اصلی، پروفسور «تیان شوئه» (Tian Xue) با قاطعیت اعلام میکند: «بدون این لنزها، هیچ چیزی دیده نمی‌شود؛ اما وقتی لنزها در چشم قرار می‌گیرند، نور مادونقرمز به‌وضوح قابل مشاهده است».
وقتی پلک بسته، دید بهتر می‌شود!
یکی از یافته‌های شگفت‌انگیز این تحقیق آن است که لنزهای مذکور حتی از پشت پلک بسته هم عملکرد دارند و در بسیاری موارد، دید مادونقرمز از این طریق بهتر است. علت این پدیده به ویژگی‌های فیزیکی نور مادونقرمز بازمی‌گردد؛ چراکه این نور توانایی نفوذ به بافت‌های عمقی‌تر را دارد و در مقایسه با نور مرئی، کمتر تحت تأثیر سدهای نازک مانند پلک قرار می‌گیرد. بنابراین، در حالی که نورهای عادی با پلک فیلتر می‌شوند، مادونقرمز با قدرت از آن عبور کرده و به نانوذرات لنز می‌رسد.
لنزهایی که رنگ مادونقرمز را ترجمه میکنند
با توسعهٔ نسخه‌های پیشرفته‌تر این فناوری، تیم تحقیقاتی توانستند طولموجهای مختلف مادونقرمز را به رنگهای خاصی تبدیل کنند. برای نمونه، طول‌موج ۸۰۸ نانومتر به رنگ سبز، ۹۸۰ نانومتر به رنگ آبی، و ۱۵۳۲ نانومتر به رنگ قرمز تبدیل می‌شود. بدین‌ترتیب، کاربر قادر است نه‌فقط وجود نور مادونقرمز، بلکه ویژگی طیفی آن را نیز تشخیص دهد. این نوآوری می‌تواند در آینده برای کمک به افراد دارای کوررنگی (color blindness) مورد استفاده قرار گیرد؛ هرچند نه به این معنا که رنگهای گمشده بازگردند، بلکه با تبدیل آن‌ها به طیفی که فرد قادر به دیدن آن است.
از لنز تا عینک: راهی برای وضوح بیشتر
هرچند لنزهای تماسی این قابلیت را دارند که نور مادونقرمز را برای چشم قابل رؤیت کنند، اما به‌دلیل نزدیکی زیاد به شبکیه، بخشی از نور پخش می‌شود و وضوح تصویر کاهش می‌یابد. بنابراین، پژوهشگران نسخه‌ای از این فناوری را در قالب عینک‌های پوشیدنی توسعه دادند که به‌دلیل فاصله بیشتر از چشم، تصاویر واضح‌تری از منابع مادونقرمز تولید میکنند. در این نسخه، اشیایی که در نگاه عادی سیاه یا سفید به‌نظر می‌رسند، در نور مادونقرمز رنگهای متفاوتی نشان می‌دهند. این تفاوت رنگی، نتیجه بازتاب خاص هر ماده در طولموجهای مادونقرمز است.
کاربردهای امنیتی و رمزنگاری نوری با استفاده از نور مادونقرمز
پژوهشگران بر این باورند که توانایی دیدن نور مادونقرمز نه‌فقط یک قابلیت جذاب بصری است، بلکه می‌تواند انقلابی در کاربردهای امنیتی ایجاد کند. در آزمایش‌هایی با لنزهای مادونقرمز، شرکت‌کنندگان قادر بودند الگوهایی نوری را ببینند که با چشم عادی نامرئی بودند؛ الگوهایی که می‌توانستند برای رمزنگاری داده‌ها، احراز هویت، یا شناسایی مخفیانه استفاده شوند. این بدین معناست که اشیاء روزمره می‌توانند به ابزارهای انتقال پیام‌های مخفی تبدیل شوند، بدون آنکه برای دیگران آشکار باشند.
این فناوری حتی امکان شناسایی پیام‌های کُدگذاری‌شده با طول‌موج خاص را نیز فراهم میکند؛ مثلاً متنی که در نور مرئی سفید دیده می‌شود، در نور مادونقرمز می‌تواند به رنگ قرمز یا آبی درآید، بسته به طول‌موج منبع نور. چنین رویکردی در حوزه‌های نظامی، امنیت داده، و حتی واقعیت‌افزوده (Augmented Reality) کاربرد بالقوه دارد.
آینده گرماییِ دید انسان: دیدن دما و تشخیص حرارت
از دید بسیاری، رویای دیدن گرما همانند «دید گرمایی شکارچی» در فیلم‌های علمی‌تخیلی است. در واقعیت، هنوز تا تحقق کامل این رؤیا فاصله داریم، زیرا نانوذرات موجود در لنزهای فعلی تنها توانایی تبدیل طولموجهای مادونقرمز نزدیک (Near-IR) حاصل از منابع نوری قوی همچون LED را دارند. این بدان معناست که در حال حاضر، این لنزها نمی‌توانند تابش حرارتی ضعیف اجسام زنده یا سطوح سرد را نمایش دهند.
با این حال، پژوهشگران خوش‌بین هستند که با ارتقای نانوذرات و بهبود حساسیت نوری آن‌ها، در آینده بتوان از این لنزها برای تشخیص تغییرات گرمایی بدن انسان، شناسایی علائم تب، یا حتی ردیابی اثر انگشت حرارتی استفاده کرد.
نگاه گسترده‌تر: پیوند علم بینایی و فناوری نانو
دستاورد این پژوهش فقط یک نوآوری فنی نیست؛ بلکه تلاقی درخشانی از علوم نورشناسی، فناوری نانو، و زیست‌شناسی عصبی (Neuroscience) است. استفاده از نانوذراتی که می‌توانند فوتون‌های مادونقرمز را جذب کرده و آن‌ها را به نور مرئی تبدیل کنند، نشان می‌دهد که ما می‌توانیم ابزارهای بینایی خود را همانند نرم‌افزارها، ارتقاء دهیم.
در حال حاضر، چشم انسان با داشتن سه نوع گیرنده نوری (cones) تنها قادر به تشخیص رنگهای اصلی است. اما با ابزارهایی چون این لنزها، مرز زیستی بینایی به‌تدریج گسترش می‌یابد. نه‌فقط برای دیدن دنیای ناپیدا، بلکه برای درک دوبارهٔ آنچه تاکنون تصور می‌کردیم دیده‌ایم.
آیا انسان در آستانه یک انقلاب حسی است؟
این نوآوری چشم‌پوشیدنی تنها یک گام کوچک در مسیر فناوری است؛ گامی که ممکن است در آینده‌ای نه‌چندان دور، درک ما از واقعیت را بازتعریف کند. اگر تا دیروز واقعیت تنها در نور مرئی شکل می‌گرفت، امروز می‌دانیم که آن‌سوی پلک‌های ما جهانی دیگر در انتظار دیده‌شدن است. آیا این آغازِ عصر جدیدی در ادراک حسی انسان است؟
❓ سؤالات رایج (FAQ)
لنز مادونقرمز دقیقاً چگونه کار میکند؟
این لنزها دارای نانوذراتی هستند که نور مادونقرمز (Infrared Light) را جذب کرده و آن را به نور مرئی قابلرؤیت برای چشم انسان تبدیل میکنند.
آیا این لنزها دید طبیعی را مختل میکنند؟
خیر. این لنزها شفاف هستند و دید معمول را تغییر نمیدهند؛ تنها طولموجهای مادونقرمز را به تصویر اضافه میکنند.
آیا این فناوری برای دید در شب به کار میرود؟
در حال حاضر فقط منابع نوری قوی مادونقرمز (مانند LED) قابل رؤیت هستند. اما در آینده، کاربردهای دید در شب نیز ممکن خواهد شد.
آیا این فناوری برای افراد کوررنگ مفید است؟
بله، با تبدیل رنگهای غیرقابلتشخیص به طیف قابلدید، میتوان به بهبود درک رنگ برای افراد کوررنگ کمک کرد.
آیا استفاده از این لنزها برای سلامت چشم خطر دارد؟
طبق اعلام پژوهشگران، نانوذرات مورد استفاده بیخطرند، اما بررسیهای بیشتر برای استفاده تجاری نیاز است.
منبع: Cell
