Китайські вчені створили прототип контактної лінзи, що відображає рівень зволоження ока і внутрішньоочного тиску за допомогою зміни кольору. Лінза складається з гідрогелю з пористою структурою фотонного кристала, яка змінюється при зміні концентрації води і змінює своє забарвлення. Розробку успішно випробували на кролику, йдеться в статті, опублікованій в журналі.
Вчені вже не перший рік розробляють розумні контактні лінзи, які можна використовувати не тільки для корекції зору, але і в якості медичного датчика. Велика частина досліджень у цій сфері сконцентрована на аналізі складу сльози на предмет речовин-маркерів, концентрація яких корелює з їх концентрацією в крові. Наприклад, існує кілька прототипів лінз з індикатором глюкози, які в перспективі можуть замінити звичайні глюкометри, що проколюють.
На поточному етапі розвитку технологій ці лінзи зазвичай працюють за рахунок зовнішнього джерела енергії, хоча нещодавно корейські інженери створили прототип автономної лінзи на іоністорі. Сюемінь Ду (Xuemin Du) і його колеги з Шеньчженьського інституту передових технологій запропонували використовувати пасивну конструкцію без електричних компонентів, яка, однак, здатна відображати два фізіологічні параметри ока: зволоження і внутрішній тиск.
Робота лінзи заснована на створеній в ній структурі фотонного кристала. Такі структури мають періодичні будову і оптичні властивості, причому період порівняємо з довжинами хвиль видимого світла. Через це фотони з різними можуть поширюватися або не поширюватися по структурі, залежно від довжини хвилі. Ця властивість використовується як в природі, наприклад, в фарбуванні багатьох комах, так і в штучних об'єктах.
Вчені створили фотонний кристал зі структурою інверсного опалу за допомогою методу Штобера, при якому створюється композит зі сферичних частинок в матриці іншого матеріалу, після чого частинки видаляються, залишаючи структуру з порожнечі, що періодично повторюються. Вони взяли три види кремнієвих сфер із середніми розмірами 356, 240 і 180 нанометрів (частинки різних розмірів використовувалися для різних прототипів). Їх осадили на поверхню увігнутої форми і висушили, а потім прибрали частинки з центру. Після цього форму залили полімерними прекурсорами для створення гідрогелю, і затвердили її за допомогою ультрафіолету. На останньому етапі частинки витравили з лінзи за допомогою плавикової кислоти.
Переконавшись у тому, що вони отримали бажану структуру інверсного опалу, вчені приступили до дослідження оптичних властивостей лінзи. Виявилося, що зміни вологості на пару десятків відсотків і тиску на 40 кілопаскалів дозволяє змінювати колір лінзи в більшій частині видимого діапазону світла. Навіть зміни величиною в кілька кілопаскалів, які типово для внутрішньоочного тиску, достатньо для того, щоб побачити сильний зсув довжини хвилі відбивається світла. Зміна кольору через вологість відбувається через зміну об'єму води в гідрогелі, що призводить до зміни періоду решітки фотонного кристала.
Дослідники також провели експеримент на кролику, надівши на його око прототип лінзи. Автори зазначають, що стан тварини не змінився від носіння лінзи, тому її попередньо можна визнати комфортною для носіння.
Існує також прототип лінзи, що дозволяє не відстежувати, а лікувати підвищення внутрішньоочного тиску. Лінза містить на внутрішній поверхні плівку з препаратом, який поступово вивільняється і забезпечує краще зниження тиску, ніж при періодичному капанні ліків в око.