Высокотехнологичные контактные линзы исправляют дальтонизм: исследователи применяют метаповерхности к стандартным контактным линзам для настраиваемой цветокоррекции

«Проблемы с отличием красного от зеленого мешают выполнять простые повседневные дела, такие как определение спелости банана», – говорит Шарон Карепов из Тель-Авивского университета в Израиле, член исследовательской группы. «В наших контактных линзах используются метаповерхности на основе золотых эллипсов нанометрового размера, чтобы создать индивидуальный, компактный и надежный способ устранения этих недостатков."
В журнале Optics Letters (OSA) Карепов и его коллеги сообщают, что на основе моделирования дефицита цветового зрения их новая контактная линза на основе метаповерхности может восстановить потерянный цветовой контраст и улучшить восприятие цвета до 10 раз.

По словам исследователей, подход, используемый для введения новых и специально разработанных функций контактных линз, может быть расширен, чтобы помочь другим формам дефицита цветового зрения и даже другим глазным заболеваниям.
Индивидуальная коррекция
Дейтераномалия, которая встречается в основном у мужчин, представляет собой состояние, при котором фоторецептор, отвечающий за обнаружение зеленого света, реагирует на свет, связанный с более красными цветами. Ученые уже более 100 лет знают, что эту проблему со зрением можно улучшить, уменьшив обнаружение чрезмерно воспринимаемого цвета, но добиться такой коррекции с помощью удобного и компактного устройства сложно.

«Очки, основанные на этой концепции коррекции, имеются в продаже, однако они значительно крупнее контактных линз», – сказал Карепов. «Поскольку предлагаемый оптический элемент является ультратонким и может быть встроен в любую жесткую контактную линзу, как дейтераномалия, так и другие нарушения зрения, такие как аномалии рефракции, можно лечить с помощью одной контактной линзы."
Чтобы решить эту проблему, исследователи обратились к метаповерхностям – искусственно созданным тонким пленкам с особыми оптическими свойствами. Метаповерхности, сделанные из золотых эллипсов нанометрового размера, были тщательно изучены в последние несколько десятилетий и могут быть разработаны для достижения определенных эффектов на свет, проходящий через них. Однако исследователям нужен был способ нанести метаповерхности, которые обычно делаются на плоских поверхностях, на изогнутые поверхности контактных линз.

«Мы разработали метод переноса метаповерхностей с их первоначальной плоской подложки на другие поверхности, такие как контактные линзы», – сказал Карепов. «Этот новый производственный процесс открывает двери для встраивания метаповерхностей в другие неплоские подложки."
От плоской до изогнутой поверхности

Исследователи проверили оптический отклик метаповерхности после каждого этапа новой процедуры изготовления и получили микроскопические изображения, чтобы внимательно изучить структуру метаповерхности. Их измерения показали, что свойства манипулирования светом метаповерхности не изменились после переноса на изогнутую поверхность, что указывает на то, что процесс прошел успешно.
Затем исследователи использовали стандартную симуляцию восприятия цвета для количественной оценки дейтераномального восприятия цвета до и после введения оптического элемента.

Они обнаружили улучшение в 10 раз и показали, что визуальный контраст, потерянный из-за дейтераномалии, практически полностью восстановился.
Хотя перед выпуском контактных линз на рынок потребуются клинические испытания, исследователи говорят, что производители могут встроить метаповерхность на этапе формования при изготовлении контактных линз или термически сплавить их с жесткими контактными линзами.

Они планируют продолжать изучать и улучшать процесс переноса метаповерхностей и тестировать его для других приложений.
Финансирование исследования было обеспечено щедростью Эрика и Венди Шмидт по рекомендации программы Schmidt Futures

OKA-MOS.RU