לראות את העולם בצבעים חדשים

פיתוח חדש של חוקרים מאוניברסיטת תל אביב יאפשר לזהות בצילום רגיל צבעים שהעין האנושית וגם מצלמות רגילות לא מסוגלות לקלוט. בין השאר, הטכנולוגיה החדשה תאפשר לצלם גזים כמו מימן, פחמן ונתרן, שלכל אחד מהם יש צבע ייחודי, או חומרים ביולוגיים שונים שנמצאים בטבע אך לא נראים בעין. את הטכנולוגיה החדשה ניתן יהיה ליישם בתחומים רבים בחיי היום יום כמו משחק וצילום, ובענפי תעשייה חשובים כמו ביטחון, רפואה ואף בלווייני חישה מרחוק בחלל.

מעבר למה שהעין רואה

לצבעוניות של תמונה חשיבות גדולה, שכן לחומרים רבים יש חתימת צבע ייחודית בתחום התת-אדום הבינוני. כך, למשל, לתאים סרטניים יש ריכוז גבוה יותר של מולקולות מסוג מסוים. "העין האנושית קולטת פוטונים באורכי גל של בין 400 ננומטר – הצבע הכחול, ל-700 ננומטר – הצבע האדום", מסביר ד"ר מרג'ן ממנהלי המחקר. "אבל זה רק חלק מזערי מהספקטרום האלקטרומגנטי, שכולל גם רדיו, מיקרו, רנטגן ועוד. מתחת ל-400 ננומטר יש קרינה על-סגולה, או UV, ומעל ל-700 ננומטר ישנה קרינה תת-אדומה, או אינפרה-אדומה, שבעצמה נחלקת לתת-אדום קרוב, בינוני ורחוק. בכל אחד מהמקטעים האלה של הספקטרום האלקטרומגנטי יש מידע רב של צבעים שעד כה היה סמוי מהעין".

הטכנולוגיות הקיימות כיום לגילוי אינפרא אדום יקרות ובעיקר מתקשות לשקף את אותם ״צבעים״. בהדמיה רפואית, נעשו ניסויים שבהם ממירים תמונות תת-אדום לאור הנראה כדי לזהות את התאים הסרטניים לפי המולקולות. עד היום, המרה זו נעשתה צבע אחרי צבע, ולשם כך נדרשו מצלמות משוכללות ויקרות מאוד, שלא בהכרח היו נגישות לאזרחים בחיי היום יום. במסגרת המחקר, החוקרים הצליחו לפתח טכנולוגיה זולה ויעילה, "שמתלבשת" על מצלמה רגילה ולמעשה מאפשרת בפעם הראשונה להמיר בבת אחת את הפוטונים של האור מכל תחום התת-אדום הבינוני לתחום האור הנראה, בתדרים שהאדם יכול לקלוט.

את המחקר פורץ הדרך ערכו ד"ר מיכאל מרג'ן, יוני ארליך, ד"ר אסף לבנון ופרופ' חיים סוכובסקי מהמחלקה לפיזיקה של חומר מעובה בפקולטה למדעים מדויקים ע"ש ריימונד ובברלי סאקלר. תוצאות המחקר פורסמו לאחרונה בכתב העת Laser & Photonics Reviews. 

צבעים חדשים. הטכנולוגיה שתשנה את הדרך בה אנו רואים את העולם

טביעת ה(א)צבע של החומר

"בתחום התת-אדום הבינוני יש אינפורמציה חד-חד-ערכית על החומרים בעולמנו, בעיקר למולקולות אורגניות", מסביר פרופ' סוכובסקי. "כלומר, לחומרים שונים יש 'טביעת אצבע' שונה בצבע. אנחנו בני האדם רואים בין אדום לכחול. אם היינו יכולים לראות בתחום התת-אדום, היינו רואים שליסודות כמו מימן, פחמן ונתרן יש צבע ייחודי. לוויין סביבתי שהיה מצלם בתחום הזה היה רואה איזה מזהם נפלט עכשיו מאיזו ארובה, ולוויין ריגול היה רואה איפה מחביאים חומרי נפץ או אורניום. בנוסף, מאחר שכל עצם פולט חום בתחום התת-אדום, ניתן לראות את כל המידע הזה גם בלילה".

לאחר שרשמו פטנט על המצאתם, מפתחים החוקרים בימים אלה את הטכנולוגיה באמצעות מענק מפרויקט קמין של רשות החדשנות, ויש כבר מספר חברות ישראליות ובינלאומיות שהביעו בה עניין. "בעתיד נוכל להציע בעלות של כמה מאות דולרים מכלול שירותים המבוססים על הגביש הייחודי שלנו, שאותו ניתן יהיה להתקין בקלות גם על מכשיר סלולרי. כך יוכל המשתמש לראות בלילה בצבעים שלא הכיר עד כה ובעושר מידע חדש", מסכם פרופ' סוכובסקי.