【中國航空報】新型隱形眼鏡實現人類近紅外色彩圖像視覺
188bet足球薛天、馬玉乾團隊與龔興(xing)龍、王勝團隊，聯合(he)復旦(dan)大學(xue)張凡(fan)團隊，以及國際科研(yan)機構合(he)作，制備出高(gao)(gao)透明(ming)、高(gao)(gao)轉化效率的上(shang)轉換隱形眼鏡，實現人類近紅外時空(kong)色(se)彩圖像視覺能(neng)力。5月22日，研(yan)究成(cheng)果在線發表(biao)于《細胞(bao)》，并被(bei)細胞(bao)出版(ban)社進(jin)行了專(zhuan)題報(bao)道。
自然(ran)界中，人類肉眼(yan)可(ke)(ke)感(gan)知的可(ke)(ke)見光(guang)，僅占電磁波(bo)譜很小的一部分。前期研究(jiu)中，薛天(tian)、馬(ma)玉乾團隊與合作者將一種(zhong)可(ke)(ke)以把(ba)近(jin)紅外光(guang)轉(zhuan)換為(wei)可(ke)(ke)見光(guang)的上轉(zhuan)換納(na)米顆粒注(zhu)(zhu)射(she)到動物(wu)視網膜中，首(shou)次(ci)實(shi)(shi)現哺乳(ru)動物(wu)的裸眼(yan)近(jin)紅外圖像(xiang)視覺(jue)能力(li)。研究(jiu)成果(guo)曾發(fa)表于《細胞》。但(dan)眼(yan)內(nei)注(zhu)(zhu)射(she)在人體應(ying)用受限。如何通過非侵入性方(fang)式實(shi)(shi)現近(jin)紅外視覺(jue)，是該技術實(shi)(shi)用化的關鍵挑戰(zhan)。
高分(fen)子(zi)聚合(he)材料(liao)制(zhi)備的(de)(de)軟性(xing)(xing)透明(ming)隱(yin)(yin)形(xing)眼(yan)鏡(jing)提(ti)供了一個可佩戴式的(de)(de)解決方案。但制(zhi)備近(jin)紅外光(guang)上(shang)轉換隱(yin)(yin)形(xing)眼(yan)鏡(jing)要解決兩個問題：高效上(shang)轉換能(neng)力和良好光(guang)學(xue)性(xing)(xing)能(neng)。為(wei)此，研究人員對上(shang)轉換納米(mi)顆粒進行表面修飾(shi)，提(ti)高它們在高分(fen)子(zi)聚合(he)材料(liao)中(zhong)的(de)(de)均勻分(fen)散性(xing)(xing)，同時篩選(xuan)出與(yu)上(shang)轉換納米(mi)顆粒折射率(lv)匹配的(de)(de)高分(fen)子(zi)聚合(he)材料(liao)，制(zhi)備出了高摻雜(za)比例(li)并且高度透明(ming)的(de)(de)近(jin)紅外光(guang)上(shang)轉換隱(yin)(yin)形(xing)眼(yan)鏡(jing)。
實驗驗證，佩戴這(zhe)種隱形(xing)眼鏡的小鼠(shu)可以分辨不同(tong)時間頻率和不同(tong)方位的近紅(hong)外(wai)光(guang)(guang)信(xin)(xin)息。人(ren)類志(zhi)愿者佩戴隱形(xing)眼鏡后，不僅可以看到一定光(guang)(guang)強范圍的近紅(hong)外(wai)光(guang)(guang)，還可以準確識別(bie)近紅(hong)外(wai)光(guang)(guang)的時間編碼信(xin)(xin)息。
此外，研究(jiu)人(ren)(ren)員還開發(fa)了一(yi)種內(nei)置近(jin)紅外光上轉換(huan)隱形(xing)眼鏡的可穿戴式框架(jia)眼鏡系統，使人(ren)(ren)類志(zhi)愿者能(neng)夠獲得(de)與(yu)可見光視(shi)覺一(yi)樣空間分辨率的近(jin)紅外圖像視(shi)覺，精確識別復雜近(jin)紅外圖形(xing)。
除了時間和(he)空間信(xin)息外，視(shi)覺感(gan)知還可(ke)以(yi)在色(se)彩維度(du)上(shang)(shang)傳(chuan)遞豐富的信(xin)息。研(yan)究人(ren)(ren)員用三(san)色(se)正交(jiao)上(shang)(shang)轉(zhuan)換納(na)米顆粒(li)取代傳(chuan)統的上(shang)(shang)轉(zhuan)換納(na)米顆粒(li)，制備出了三(san)色(se)上(shang)(shang)轉(zhuan)換隱(yin)形眼(yan)鏡。實驗結果證明，通過佩戴三(san)色(se)上(shang)(shang)轉(zhuan)換隱(yin)形眼(yan)鏡，人(ren)(ren)類志愿(yuan)者可(ke)以(yi)有效(xiao)(xiao)地識別三(san)種(zhong)波長的近(jin)(jin)紅外光(guang)，感(gan)知多(duo)種(zhong)近(jin)(jin)紅外色(se)彩。這(zhe)表明三(san)色(se)上(shang)(shang)轉(zhuan)換隱(yin)形眼(yan)鏡可(ke)以(yi)有效(xiao)(xiao)地實現人(ren)(ren)類近(jin)(jin)紅外色(se)彩圖像視(shi)覺。
研究人員介紹，這項(xiang)技術還有提(ti)升空(kong)間，例如(ru)目前(qian)(qian)的(de)上(shang)轉(zhuan)換(huan)效率(lv)仍需(xu)紅(hong)外(wai)光源的(de)輔(fu)助照射(she)。此外(wai)上(shang)轉(zhuan)換(huan)隱(yin)形(xing)(xing)眼鏡如(ru)能實(shi)現發射(she)光的(de)定向輸出(chu)，就(jiu)可能不依(yi)賴于(yu)鏡框光學(xue)系統(tong)直接實(shi)現隱(yin)形(xing)(xing)眼鏡介導的(de)精細近紅(hong)外(wai)圖(tu)形(xing)(xing)視(shi)覺。這些(xie)都有賴于(yu)視(shi)覺生理學(xue)、材料科學(xue)和光學(xue)的(de)跨學(xue)科合作。未來，該技術在醫(yi)療、信息處(chu)理及視(shi)覺輔(fu)助技術領域具有廣泛應用前(qian)(qian)景。 （王敏(min)）
來源：《中國航(hang)空報》第4052期 20250527 版(ban)次：第A12版(ban)
原文鏈接：//ep.cannews.com.cn/publish/zghkb7/html/5178//node_220981.html
