Les chercheurs ont incorporé des dispositifs optiques ultra-minces connus sous le nom de métasurfaces dans des lentilles de contact du commerce pour corriger la deutéranomalie, une forme de daltonisme rouge-vert. La nouvelle lentille de contact personnalisable pourrait offrir un moyen pratique et confortable d'aider les personnes souffrant de diverses formes de daltonisme.

« Les problèmes de distinction entre le rouge et le vert interrompent des routines quotidiennes simples telles que décider si une banane est mûre, " a déclaré Sharon Karepov de l'Université de Tel Aviv en Israël, un membre de l'équipe de recherche. "Nos lentilles de contact utilisent des métasurfaces basées sur des ellipses d'or de taille nanométrique pour créer un moyen compact et durable de combler ces lacunes.

Dans la revue The Optical Society (OSA) Lettres d'optique , Karepov et ses collègues rapportent que, basé sur des simulations de déficience de la vision des couleurs, leur nouvelle lentille de contact à base de métasurface peut restaurer le contraste de couleur perdu et améliorer la perception des couleurs jusqu'à un facteur 10.

L'approche utilisée pour introduire de nouvelles fonctionnalités sur mesure pour les lentilles de contact pourrait être étendue pour aider d'autres formes de déficience de la vision des couleurs et même d'autres troubles oculaires, selon les chercheurs.

Correction personnalisée

Deutéranomalie, qui survient principalement chez les hommes, est une condition dans laquelle le photorécepteur responsable de la détection de la lumière verte répond à la lumière associée aux couleurs plus rouges. Les scientifiques savent depuis plus de 100 ans que ce problème de vision peut être amélioré en réduisant la détection de la couleur excessivement perçue, mais la réalisation de cette correction dans un appareil confortable et compact est un défi.

« Des lunettes basées sur ce concept de correction sont disponibles dans le commerce, cependant, ils sont nettement plus volumineux que les lentilles de contact, ", a déclaré Karepov. "Parce que l'élément optique proposé est ultra-mince et peut être intégré dans n'importe quelle lentille de contact rigide, la deutéranomalie et d'autres troubles de la vision tels que les erreurs de réfraction peuvent être traités avec une seule lentille de contact."

Pour résoudre ce problème, les chercheurs se sont tournés vers les métasurfaces, des films minces fabriqués artificiellement et dotés de propriétés optiques spécifiques. Les métasurfaces constituées d'ellipses d'or à l'échelle nanométrique ont été largement étudiées au cours des dernières décennies et peuvent être conçues pour obtenir des effets spécifiques sur la lumière transmise à travers elles. Cependant, les chercheurs avaient besoin d'un moyen d'obtenir des métasurfaces, qui sont classiquement réalisés sur des surfaces planes, sur les surfaces courbes des lentilles de contact.

"Nous avons développé une technique pour transférer les métasurfaces de leur substrat plat initial vers d'autres surfaces telles que les lentilles de contact, " a déclaré Karepov. " Ce nouveau processus de fabrication ouvre également la porte à l'intégration de métasurfaces dans d'autres substrats non plats. "

D'une surface plane à une surface courbe

Les chercheurs ont testé la réponse optique de la métasurface après chaque étape de la nouvelle procédure de fabrication et acquis des images de microscopie pour examiner de près la structure de la métasurface. Leurs mesures ont montré que les propriétés de manipulation de la lumière de la métasurface n'ont pas changé après le transfert sur la surface incurvée, indiquant que le processus a réussi.

Les chercheurs ont ensuite utilisé une simulation standard de la perception des couleurs pour quantifier la perception des couleurs de la deutéranomalie avant et après l'introduction de l'élément optique. Ils ont trouvé une amélioration allant jusqu'à un facteur 10 et ont montré que le contraste visuel perdu en raison d'une deutéranomalie était essentiellement entièrement restauré.

Bien que des tests cliniques soient nécessaires avant que les lentilles de contact puissent être commercialisées, les chercheurs disent que les fabricants pourraient intégrer la métasurface pendant l'étape de moulage de la fabrication des lentilles de contact ou les fusionner thermiquement à une lentille de contact rigide. Ils prévoient de continuer à étudier et à améliorer le processus de transfert de métasurface et de le tester pour d'autres applications.