中国科大研制“神奇眼镜”！人类也可拥有近红外视觉能力

0次浏览发布时间：2025-05-23 16:55:00

5月22日，记者从中国科学技术大学获悉，该校生命科学与医学部薛天、马玉乾团队与近代力学系龚兴龙、王胜团队，联合国内及国际科研力量，制备出高透明、高转化效率的上转换隐形眼镜，实现人类近红外时空色彩图像视觉能力。当日，这项成果在线发表于国际期刊《细胞》。

图源：央视新闻

我们的眼睛所感知的可见光只占自然界电磁波谱中的很小的一部分。而人眼的这种局限是由视网膜感光细胞中的感光蛋白固有的物理化学特性所决定。早在2019年，研究团队便发表论文，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动物视网膜中，首次实现了哺乳动物的裸眼近红外图像视觉能力。

电磁波和可见光波谱。图源中国科学技术大学

但对于人体来说，眼内注射的方式十分受限。

想要调节人眼感光波谱范围，甚至赋予人类近红外视觉能力，有没有一种更简便、更适用的非侵入性方式呢？

科研团队在此次的研究中

给出了答案

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科研团队结合视觉神经科学、高分子材料与创新纳米融合技术，研制了适合人类视觉的近红外光上转换隐形眼镜（UpconversionContactLenses,UCLs），为人类实现近红外视觉提供了一个可佩戴式的解决方案。

经过验证，这种近红外光上转换隐形眼镜（UCLs）具有较好的力学性质、光学性能、亲水性和较高的生物相容性。经过光学优化设计后，佩戴UCLs的人类志愿者不仅可以看到一定光强范围的近红外光，还能实现对复杂近红外图形的精确识别。

此外，研究团队通过材料创新应用，还制备了三色上转换隐形眼镜（
trichromaticupconversioncontactlenses，tUCLs）。

相比UCLs，tUCLs可以帮助志愿者有效识别三种波长的近红外光，感知多种近红外色彩。此外，通过色彩、时间、空间信息的结合，志愿者可以准确识别出更丰富的近红外光编码的多维度信息。这表明具有抗干扰、正交和多光谱转换特性的tUCLs可以有效地实现人类近红外色彩图像视觉。

总体而言，这项研究通过视觉生理与纳米材料技术相结合，制备高透明、高转化效率的上转换隐形眼镜，实现了无需电源和复杂外部设备、可穿戴的人类近红外图像视觉能力拓展，能够使人类感知近红外光的时间、空间和色彩多维度信息。实现了多红外光谱转换的人类近红外色彩视觉的概念验证，未来在医疗、信息处理及视觉辅助技术领域具有广泛应用前景。此外，通过非侵入方式灵活调节人体视觉波谱范围，也有望为色盲等视觉疾病的治疗提供新的解决方案。