Tuesday, August 20, 2019
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Des lentilles de contact avec zoom inspirées de la rétine d’un poisson

Une bonne nouvelle pour les patients atteints de presbytie. Les chercheurs pensent qu’il est possible de s’inspirer de la structure de la rétine du poisson « nez d’éléphant » pour mettre en place une lentille capable de réaliser des zooms en quelques millisecondes. Ce petit poisson des tropiques a en effet la capacité d’échapper en quelques secondes à ses prédateurs grâce à une rétine capable de détecter le danger rapidement. « Un milliard de personnes sont affectées par la presbytie dont la moitié ne dispose pas de correction adéquate », note Hongrui Jiang, chef de ce projet de recherche à l’Université de Wisconsin aux USA. Alors que les lunettes, les lentilles de correction conventionnelles et la chirurgie ont toutes des inconvénients, cette option va pouvoir éliminer la perte de sensibilité et de contraste, et améliorer la vision nocturne. L’idée de Jiang est de concevoir des lentilles de contact qui s’auto-ajustent en permanence en coordination avec sa propre cornée et son propre cristallin et retrouver la vision d’une personne jeune. Le projet qui a reçu en 2011 le prix du New Innovator Award, une initiative du Fonds commun du National Institute of Health, et financé par le National Eye Institute, comprend un réel défi en matière d’ingé- nierie. En effet, le challenge est de concevoir des lentilles de contact, des algorithmes pour les capteurs et des circuits électroniques miniatures qui permettent d’ajuster la forme de la lentille. En plus, il faudra assurer une source d’énergie, le tout intégré dans un matériau souple et flexible. Dans sa dernière étude, publiée dans Proceedings of the National Academy of Sciences, le travail de Jiang et de son équipe a porté sur le design des capteurs d’image.

« Les capteurs doivent être extrêmement petits et capables de capter des images dans des conditions de faible luminosité, et doivent de ce fait être extrêmement sensibles à la lumière », a déclaré Jiang. Pour mettre en place ce concept, l’équipe s’est inspirée de la structure de la rétine du poisson nez d’éléphant. Celle-ci est en forme de coupe profonde avec des parois latérales réfléchissantes, ce qui permet de recueillir la lumière et d’intensifier la longueur d’ondes nécessaire pour la vue du poisson. Le dispositif développé par l’équipe contient des milliers de minuscules collecteurs de lumière. Ces collecteurs de lumière sont des saillies en verre en forme de doigt, à l’intérieur desquelles on retrouve des bonnets profonds revêtus d’aluminium réfléchissant. Lorsque la lumière arrive sur les saillies, elle est focalisée par les parois latérales réfléchissantes. Pour améliorer les images capturées, la capacité de ce dispositif a été testée via un modèle d’œil mécanique conçu en laboratoire. Jiang et ses collègues ont développé une gamme flexible de microlentilles artificielles. « Chaque microlens est faite d’une forêt de nanofils de silicium », explique Jiang. Ensemble, les microlentilles offrent en effet une résolution encore plus grande que la lentille liquide, résultat du travail d’autres études scientifiques. La flexibilité du réseau est appropriée non seulement pour les lentilles de contact, mais aussi pour d’autres utilisations potentielles, comme la chirurgie ou la vidéo-surveillance. Pour la question de l’énergie, l’équipe de Jiang s’inspire des panneaux solaires. Elle imagine une cellule solaire capable de récolter des électrons de lumière solaire et de les convertir en énergie électrique diffusée à l’intérieur d’un réseau de nanostructures. Un prototype pour les essais cliniques sera disponible dans 5 à 10 ans, selon l’équipe de Jiang.

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