突破人类视觉极限,我国学者开发红外隐形眼镜

360影视 国产动漫 2025-05-24 06:42 2

摘要:编辑丨王多鱼排版丨水成文光在向生物传递大量外部信息方面起着尤为关键的作用,使生物能够理解世界。然而,哺乳动物只能感知电磁波谱中很小一部分作为可见光,通常在 400-700 纳米的范围内。这意味着超过一半的太阳辐射能量以红外线(>700 纳米)的形式存在,对哺乳

编辑丨王多鱼排版丨水成文光在向生物传递大量外部信息方面起着尤为关键的作用,使生物能够理解世界。然而,哺乳动物只能感知电磁波谱中很小一部分作为可见光,通常在 400-700 纳米的范围内。这意味着超过一半的太阳辐射能量以红外线(>700 纳米)的形式存在,对哺乳动物来说是不可察觉的。人眼所见光谱范围的局限是由视网膜感光细胞中的感光蛋白(Opsin)固有的物理化学特性所决定,这导致了大量本可能获取到的感觉信息的缺失。尽管诸如夜视镜或红外光-可见光转换器之类的工具已被用于红外探测,但它们需要额外的能量支持,并且通常无法区分多个光谱中的红外光信息。此外,每个红外光-可见光转换器都需要多层结构,这使得它们不透明且难以与人眼集成。2019 年,薛天团队等在 Cell 发表论文【1】,利用一种转换红外光成为可见光的上转换纳米材料,经特殊修饰后注射到小鼠视网膜中,首次实现了哺乳动物的裸眼近红外(NIR)图像视觉能力。然而,由于手术具有侵入性,这种方式显然不会被人们轻易接受。因此,通过非侵入性方式相对自由的调节人眼感光波谱范围,甚至赋予人类近红外视觉能力,对人类而言仍然至关重要且令人向往。2025 年 5 月 22 日,中国科学技术大学生命科学与医学部、微尺度国家研究中心薛天/马玉乾团队,中国科学技术大学工程科学学院龚兴龙/王胜团队,复旦大学化学系张凡团队,以及马萨诸塞大学医学院韩纲团队,在国际顶尖学术期刊 Cell 上发表了题为:Near-infrared spatiotemporal color vision in humans enabled by upconversion contact lenses 的研究论文。该研究开发了一种具有合适光学性能、亲水性、柔性和生物相容性的可穿戴近红外(NIR)上转换隐形眼镜(UCL),通过佩戴该隐形眼镜,实现人类近红外时空色彩图像视觉。这项研究开启了可穿戴聚合物材料在非侵入性近红外视觉方面的潜力,帮助人类感知和传递近红外光的时间、空间和颜色维度。上转换隐形眼镜实现人类近红外时空色彩视觉研究团队指出,这项技术是原理验证性工作,仍有进一步优化空间,例如目前的上转换效率还需要红外光源的辅助照射。另外,上转换隐形眼镜如能实现发射光的定向输出,就可能不依赖于镜框光学系统直接实现隐形眼镜介导的精细近红外图形视觉。这些目标的实现,需要视觉生理学、材料科学与光学等多个学科进一步紧密合作。中国科学技术大学生命科学与医学部、微尺度国家研究中心的马玉乾教授、博士生陈雨诺、工程科学学院王胜副教授、复旦大学化学系博士生陈子晗以及韩纲研究组张原玮博士为该论文的共同第一作者。中国科大薛天教授为首要通讯作者(Lead Contact),马玉乾教授、龚兴龙教授、王胜副教授、韩纲教授、张凡教授为论文共同通讯作者。中国科学技术大学为该工作的第一作者和最后通讯作者单位。此外,该工作还得到中国科学技术大学物理学院陈宇翱教授、殷旭飞博士的技术支持。论文链接:1. https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(19)30101-12. https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00454-4原标题:《Cell:突破人类视觉极限,我国学者开发红外隐形眼镜,闭眼也能“看见”红外世界》

来源:吃不饱的科学家

相关推荐