Forskare har införlivat ultratunna optiska enheter som kallas metasurfaces i kontaktlinser på hyllan för att korrigera deuteranomali, en form av rödgrön färgblindhet. Den nya anpassningsbara kontaktlinsen kan erbjuda ett bekvämt och bekvämt sätt att hjälpa människor som upplever olika former av färgblindhet.

"Problem med att skilja rött från grönt avbryter enkla dagliga rutiner som att avgöra om en banan är mogen, "sa Sharon Karepov från Tel Aviv University i Israel, medlem i forskargruppen. "Våra kontaktlinser använder metasytor baserade på nano-metriska guld-ellipser för att skapa en anpassad, kompakt och hållbart sätt att åtgärda dessa brister. "

I tidskriften The Optical Society (OSA) Optikbokstäver , Karepov och kollegor rapporterar att baserat på simuleringar av färgbrist, deras nya meta-ytbaserade kontaktlins kan återställa förlorad färgkontrast och förbättra färguppfattningen upp till en faktor 10.

Den metod som används för att introducera nya och skräddarsydda funktioner för kontaktlinser kan utökas för att hjälpa andra former av färgbrist och till och med andra ögonsjukdomar, enligt forskarna.

Anpassad korrigering

Deuteranomali, som förekommer mest hos män, är ett tillstånd där fotoreceptorn som är ansvarig för att upptäcka grönt ljus svarar på ljus i samband med rödare färger. Forskare har vetat i mer än 100 år att detta synproblem kan förbättras genom att minska upptäckten av den alltför upplevda färgen, men att uppnå denna korrigering i en bekväm och kompakt enhet är utmanande.

"Glasögon baserade på detta korrigeringskoncept är kommersiellt tillgängliga, dock, de är betydligt större än kontaktlinser, "sa Karepov." Eftersom det föreslagna optiska elementet är ultratunt och kan bäddas in i vilken styv kontaktlins som helst, både deuteranomali och andra synstörningar som brytningsfel kan behandlas i en enda kontaktlins. "

För att lösa det här problemet, forskarna vände sig till metasurfar - konstgjorda tunnfilmer utformade med specifika optiska egenskaper. Metasytor gjorda av nanoskala guld -ellipser har studerats ingående under de senaste decennierna och kan utformas för att uppnå specifika effekter på ljuset som överförs genom dem. Dock, forskarna behövde ett sätt att få metasytor, som vanligtvis tillverkas på plana ytor, på kontaktlinsernas böjda ytor.

"Vi utvecklade en teknik för att överföra metasytor från deras ursprungliga platta substrat till andra ytor som kontaktlinser, "sade Karepov." Denna nya tillverkningsprocess öppnar också dörren för inbäddning av metasytor i andra icke-platta underlag. "

Från en plan till krökt yta

Forskarna testade metasytans optiska svar efter varje steg i det nya tillverkningsförfarandet och skaffade mikroskopibilder för att noggrant undersöka metasytans struktur. Deras mätningar visade att metaytans ljusmanipuleringsegenskaper inte förändrades efter överföring till den krökta ytan, vilket indikerar att processen lyckades.

Forskarna använde sedan en standardsimulering av färguppfattning för att kvantifiera deuteranomali -färguppfattningen före och efter införandet av det optiska elementet. De fann en förbättring med upp till en faktor 10 och visade att den visuella kontrasten som förlorades på grund av deuteranomali i princip var helt återställd.

Även om kliniska tester skulle behövas innan kontaktlinserna kunde marknadsföras, forskarna säger att tillverkare kan bädda in metaytan under formningsstadiet av tillverkning av kontaktlinser eller termiskt smälta dem till en stel kontaktlins. De planerar att fortsätta studera och förbättra metasurface -överföringsprocessen och testa den för andra applikationer.