Onderzoekers van het Beijing Institute of Technology hebben een bril gebouwd die infraroodlicht vertaalt naar zichtbare kleuren. Het prototype weegt 23 gram, heeft een actief kijkvlak van ongeveer 3,57 vierkante centimeter en laat ook normaal zichtbaar licht door.
Bestaande nachtkijkers tonen infrarood meestal als verschillen in helderheid, vaak in groene tinten. De nieuwe techniek koppelt verschillen in golflengte en sterkte van infraroodlicht aan verschillende zichtbare kleuren. Daardoor zouden gebruikers kleinere verschillen in infraroodstraling kunnen onderscheiden.
Quantumdots en OLED-lagen
De bril gebruikt colloïdale quantumdots van kwiktelluride om infraroodstraling op te vangen. Deze deeltjes zijn ongeveer 4 nanometer groot en reageren verschillend op kortere en langere infraroodgolven. Kortere golven en sterker licht leveren meer elektrische ladingsdragers op.
Die lading gaat vervolgens naar een OLED-scherm met twee lichtgevende lagen. De eerste laag geeft rood licht af, de tweede cyaan licht. Bij zwak of langgolvig infrarood blijft het beeld vooral rood, terwijl bij sterker of kortgolviger licht ook de cyaanlaag gaat schijnen. Zo ontstaan gemengde kleuren die informatie over zowel de golflengte als de intensiteit bevatten.
Berekeningen van de onderzoekers wijzen erop dat het systeem verschillen in infraroodvermogen kan herkennen die ongeveer 200 keer kleiner zijn dan bij een ontwerp dat alleen helderheid toont. In proeven met kortgolvig infrarood gaf de bril scherpe, kleurgecodeerde beelden van testpatronen en bewegende voorwerpen. Die beelden konden ook met een gewone camera worden vastgelegd.
De onderzoekers testten daarnaast of het omgezette licht biologische reacties kan oproepen. Bij cellen met het lichtgevoelige eiwit channelrhodopsin-2 leidde infraroodlicht via het systeem tot elektrische stroompjes. Muizen vertoonden hersenreacties en menselijke vrijwilligers reacties in het netvlies wanneer zij via het scherm naar infraroodpulsen keken. Zonder de omzetter was geen meetbare reactie zichtbaar.
Nog geen bruikbare nachtkijker
De techniek is nog niet getest in complexe praktijksituaties, zoals een straat of kamer met uiteenlopende infraroodbronnen. De proeven gebeurden met een gekalibreerde warmtebron en eenvoudige patronen met veel contrast. Het is daarom nog onduidelijk hoe leesbaar de kleurcodering in een gewone omgeving blijft.
Ook heeft de OLED een externe stroomvoorziening nodig. Voor toepassingen als een implantaat zijn er extra bezwaren: kwiktelluride bevat zware metalen en de veiligheid bij langdurig huidcontact of in het oog is nog niet onderzocht. De resultaten zijn daarmee een eerste stap naar kleurenbeelden in infrarood, maar nog geen volwaardige nachtkijkbril of netvliesimplantaat.
