Por Canuto  

Un equipo del Instituto de Tecnología de Pekín ha desarrollado unas gafas de visión nocturna que convierten la luz infrarroja en colores visibles, superando el tradicional verde monocromático. El dispositivo utiliza puntos cuánticos de telururo de mercurio y un OLED de doble capa para codificar tonos según la longitud de onda infrarroja.
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  • Las gafas pesan solo 23 gramos y son semitransparentes, permitiendo superposición de realidad aumentada.
  • El sistema logra distinguir diferencias de potencia infrarroja hasta 200 veces más pequeñas que los dispositivos monocromáticos.
  • Se demostró que la señal convertida puede activar células visuales y producir respuestas en ratones y humanos, allanando el camino a prótesis visuales.

Una nueva forma de ver el infrarrojo

Nuestros ojos no registran la luz infrarroja porque sus fotones no poseen la energía mínima de 1,6 electronvoltios necesaria para activar las células fotorreceptoras.

Esta barrera evolutiva ha dejado más de la mitad de la energía radiante del sol fuera de nuestra percepción visual.

Para compensarlo, los dispositivos tradicionales de visión nocturna traducen el infrarrojo en tonos verdes de brillo variable, perdiendo información clave sobre la composición espectral.

Un equipo de la Universidad de Pekín, liderado por Xin Tang y Ge Mu, ha presentado un enfoque radicalmente distinto.

Su dispositivo convierte la luz infrarroja en una imagen a color que el ojo humano puede interpretar de forma natural.

Puntos cuánticos selectivos

La clave está en los puntos cuánticos coloidales de telururo de mercurio, semiconductores de apenas 4 nanómetros de diámetro.

Debido a su tamaño diminuto, los niveles de energía se dividen en escalones discretos, un fenómeno conocido como confinamiento cuántico.

Esto permite que diferentes longitudes de onda infrarrojas exciten transiciones electrónicas específicas dentro del punto.

Fotones más cortos, con mayor energía, pueden liberar más de un par electrón-hueco, aumentando el flujo de carga hacia el OLED.

Así, la señal que llega al dispositivo codifica tanto la intensidad como la longitud de onda del infrarrojo entrante.

La barrera de energía

El OLED integrado tiene dos capas emisivas apiladas, una dopada con fósforo rojo y otra con cian.

Entre ellas se introduce una barrera de energía de unos 0,82 electronvoltios.

Cuando llegan pocos huecos (por luz tenue o longitudes de onda largas), se capturan en la capa roja y el dispositivo emite un brillo rojizo.

Al aumentar la cantidad de huecos, la barrera se satura y estos comienzan a alcanzar la capa cian, mezclando colores y aumentando la luminosidad.

De esta forma, el color resultante varía según el número de portadores, codificando información espectral de manera continua.

Los cálculos teóricos sugieren que el usuario puede distinguir diferencias de potencia infrarroja hasta 200 veces menores que con sistemas monocromáticos.

Pruebas con gafas y organismos

El equipo construyó unas gafas semitransparentes de 23 gramos, con un área de visualización activa de 3,57 centímetros cuadrados.

En la primera prueba, proyectaron imágenes nítidas con patrones de test y objetos en movimiento iluminados con luz infrarroja de onda corta.

Las gafas también dejaban pasar luz visible, permitiendo un modo de realidad aumentada que superpone datos infrarrojos a la vista normal.

Para validar la utilidad biológica, conectaron el convertidor a células con canalrodopsina-2, una proteína sensible a la luz azul.

La iluminación infrarroja a través del dispositivo generó corrientes fotoeléctricas en esas células.

En ratones, los pulsos infrarrojos convertidos produjeron respuestas electroencefalográficas claras, mientras que en voluntarios humanos se midieron respuestas electroretinográficas.

Sin el convertidor, los mismos pulsos no generaban ninguna respuesta.

Limitaciones y próximos pasos

Las demostraciones se realizaron bajo condiciones de laboratorio con fuentes calibradas y patrones de alto contraste, no con escenas reales caóticas.

No está claro qué tan legible será la codificación de colores en un entorno con múltiples longitudes de onda superpuestas.

El OLED requiere una fuente de alimentación externa, lo que convierte las gafas en una pantalla activa y no en una lente pasiva.

Además, el telururo de mercurio es un compuesto de metal pesado, y no se han evaluado los riesgos de contacto prolongado con piel o tejidos.

La idea de un implante retiniano es aún lejana: solo se han probado neuronas aisladas y señales externas, no un dispositivo implantado.

No obstante, los autores afirman que su trabajo “redefinió la visión infrarroja” al trascender el paradigma monocromático.


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