중국 과학자들이 깜깜한 밤에도 움직임을 포착할 수 있는 야간투시용 콘텍트렌즈를 개발했다고 과학전문매체 라이브사이언스가 22일(현지시간) 보도했다. 해당 연구 결과는 이날 국제 학술지 셀(Cell)에 발표됐다.

이 렌즈는 근적외선을 흡수해 가시광선으로 방출하는 나노입자를 사용해 인간의 눈에는 보이지 않는 적외선 파장을 볼 수 있도록 개발됐다. 이 렌즈는 어두운 밤에 작전을 수행하는 군대에서 주로 활용되던 야간 투시경과 달리 전력이 필요하지 않으며, 렌즈를 끼면 눈을 감아도 앞이 보인다.

중국 과학기술대학교 신경과학자이자 논문 제1 저자인 티엔 쉐(Tian Xue) 교수는 "이 연구는 비침습적 웨어러블 기기를 통해 사람들에게 ‘수퍼 시력’(Super Vision)을 제공할 수 있는 가능성을 열어준다"며, "이 소재는 다양한 분야에 활용될 수 있다. 예를 들어, 보안, 구조, 암호화 또는 위조 방지 마크 등에서 정보를 전송하는 데 사용될 수 있다"고 밝혔다.

제2차 세계대전 당시 야간 전투에서 처음 사용된 기존 야간투시경은 광증폭 장치를 사용해 가시광선이나 근적외선 광자를 전자로 변환시키고 이 전자는 발광 스크린으로 전달돼 녹색으로 빛난다. 하지만, 이 안경은 전력이 필요하기 때문에 부피가 크고 적외선 영역, 특히 파장이 긴 빛을 정확하게 구분하지 못하는 단점이 있었다.

연구진은 파장이 800~1600㎚(나노미터, 1㎚는 10억분의 1m) 범위의 근적외선을 흡수해 사람의 눈으로 볼 수 있는 400~700㎚ 범위의 가시광선으로 바꾸는 나노입자를 개발해 소프트 콘택트렌즈에 삽입했다.

연구진은 먼저 쥐를 대상으로 렌즈를 테스트했다. 쥐는 포식자를 피하기 위해 주로 어두운 곳을 선호하는 경향이 있는데 렌즈를 착용한 쥐는 적외선이 비추는 곳보다 어두운 곳을 선호했지만, 렌즈를 착용하지 않은 쥐는 차이를 보이지 않았다. 또한, 렌즈를 낀 쥐의 동공은 적외선 빛 노출 시 수축하는 것과 뇌 스캔을 통해 시각처리 중추가 활성화되는 것을 확인해 쥐가 적외선을 볼 수 있다는 것을 확인했다.

사람에게도 이 렌즈를 테스트했는데 사람들은 깜박이는 적외선을 감지하고 그 방향을 알아차릴 수 있었다. 연구진은 참가자들이 눈을 감았을 때 이러한 적외선 시력이 더욱 향상되었다고 밝혔다.

연구진은 "콘택트렌즈를 착용하지 않으면 피험자는 아무것도 볼 수 없지만, 렌즈를 착용하면 적외선의 깜빡임을 선명하게 볼 수 있다"며, "피실험자가 눈을 감으면 이 깜빡임 정보를 더 잘 받아들일 수 있다는 것을 발견했다. 근적외선이 가시광선보다 눈꺼풀을 더 효과적으로 투과하기 때문에 가시광선의 간섭이 적기 때문"이라고 밝혔다.

과학자들은 렌즈에 내장된 나노입자를 통해 짧은 파장의 적외선을 파란색 계열의 단파장 가시광선으로 바꾸고 긴 파장 적외선은 붉은색 장파장 가시광선으로 바꾸는 작업도 진행했다. 연구진은 이를 통해 색각 이상인 사람에게 그 동안 보지 못했던 것을 볼 수 있게 해줄 것이라고 설명했다.

이 기술은 유망하지만, 실제 제품으로 나오기까지는 더 많은 연구가 필요하다. 현재 이 렌즈는 매우 밝은 발광다이오드(LED)에서 광원에서 투사되는 적외선만 감지하기 때문에 더 낮은 세기의 빛도 포착할 수 있도록 렌즈의 감도를 높이는 작업이 필요하다고 해당 매체는 전했다.