I ricercatori hanno incorporato dispositivi ottici ultrasottili noti come metasuperfici in lenti a contatto standard per correggere la deuteranomalia, una forma di daltonismo rosso-verde. La nuova lente a contatto personalizzabile potrebbe offrire un modo comodo e confortevole per aiutare le persone che soffrono di varie forme di daltonismo.

"I problemi nel distinguere il rosso dal verde interrompono semplici routine quotidiane come decidere se una banana è matura, " ha detto Sharon Karepov dell'Università di Tel Aviv in Israele, un membro del gruppo di ricerca. "Le nostre lenti a contatto utilizzano metasuperfici basate su ellissi d'oro di dimensioni nanometriche per creare un'immagine personalizzata, modo compatto e duraturo per affrontare queste carenze."

Nella rivista The Optical Society (OSA) Lettere di ottica , Karepov e colleghi riferiscono che, sulla base di simulazioni di deficit di visione dei colori, la loro nuova lente a contatto basata sulla metasuperficie può ripristinare il contrasto cromatico perso e migliorare la percezione del colore fino a un fattore 10.

L'approccio utilizzato per introdurre funzionalità nuove e progettate su misura per le lenti a contatto potrebbe essere ampliato per aiutare altre forme di deficit della visione dei colori e persino altri disturbi oculari, secondo i ricercatori.

Correzione personalizzata

deuteranomalia, che si verifica soprattutto negli uomini, è una condizione in cui il fotorecettore responsabile della rilevazione della luce verde risponde alla luce associata a colori più rossi. Gli scienziati sanno da più di 100 anni che questo problema visivo può essere migliorato riducendo il rilevamento del colore eccessivamente percepito, ma ottenere questa correzione in un dispositivo comodo e compatto è impegnativo.

"Sono disponibili in commercio occhiali basati su questo concetto di correzione, però, sono significativamente più ingombranti delle lenti a contatto, " ha detto Karepov. "Poiché l'elemento ottico proposto è ultrasottile e può essere incorporato in qualsiasi lente a contatto rigida, sia la deuteranomalia che altri disturbi della vista come gli errori di rifrazione possono essere trattati con una singola lente a contatto".

Risolvere questo problema, i ricercatori si sono rivolti alle metasuperfici, film sottili fabbricati artificialmente progettati con proprietà ottiche specifiche. Le metasuperfici costituite da ellissi d'oro su scala nanometrica sono state ampiamente studiate negli ultimi decenni e possono essere progettate per ottenere effetti specifici sulla luce trasmessa attraverso di esse. Però, i ricercatori avevano bisogno di un modo per ottenere metasuperfici, che sono convenzionalmente realizzati su superfici piane, sulle superfici curve delle lenti a contatto.

"Abbiamo sviluppato una tecnica per trasferire le metasuperfici dal loro substrato piatto iniziale ad altre superfici come lenti a contatto, " ha affermato Karepov. "Questo nuovo processo di fabbricazione apre le porte all'inclusione di metasuperfici anche in altri substrati non piatti".

Da una superficie piana a una curva

I ricercatori hanno testato la risposta ottica della metasuperficie dopo ogni fase della nuova procedura di fabbricazione e hanno acquisito immagini al microscopio per esaminare da vicino la struttura della metasuperficie. Le loro misurazioni hanno mostrato che le proprietà di manipolazione della luce della metasuperficie non sono cambiate dopo il trasferimento sulla superficie curva, indicando che il processo è andato a buon fine.

I ricercatori hanno quindi utilizzato una simulazione standard della percezione del colore per quantificare la percezione del colore della deuteranomalia prima e dopo l'introduzione dell'elemento ottico. Hanno riscontrato un miglioramento fino a un fattore 10 e hanno mostrato che il contrasto visivo perso a causa della deuteranomalia è stato sostanzialmente ripristinato completamente.

Sebbene siano necessari test clinici prima che le lenti a contatto possano essere commercializzate, i ricercatori affermano che i produttori potrebbero incorporare la metasuperficie durante la fase di stampaggio della fabbricazione delle lenti a contatto o fonderle termicamente in una lente a contatto rigida. Hanno in programma di continuare a studiare e migliorare il processo di trasferimento della metasuperficie e testarlo per altre applicazioni.