本报讯(记者 张炯强)昨天晚间,复旦大学、中国科学技术大学等国内外科研机构合作研究成果以《上转换隐形眼镜赋能人类近红外光视觉》为题发表在《细胞》杂志上,他们将一种含有多个荧光发射的稀土颗粒与隐形眼镜相结合,通过可穿戴方式使人类感知近红外光的时间、空间和色彩多维度信息,为色盲等视觉疾病的治疗提供新的解决方案。
自然界中的光,包含各种不同频率的电磁波。然而,相比自然界光学波段,人眼可感知的波长范围仅有400到700纳米,意味着自然界中的大量潜在信息会被忽略。与可见光区域紧密相邻的是近红外光,波长范围涵盖700到2500纳米。近红外光被证明具有优异的生物体穿透性能,对生物体辐射损伤小,号称“生物透明波段”。
参与实验的志愿者佩戴这种隐形眼镜后,通过纳米材料发出红、绿、蓝等三种可见波段的荧光,分别感知三种不可见的近红外光,也可以识别由不同波长近红外光组成的“复色光”,以及多组由不同波长近红外光组成的图案内容。这表明,具有抗干扰、正交发光和多光谱转换特性的多色稀土发光材料,可以有效地实现人类对近红外图像视觉。
这项研究实现了多个近红外光视觉的概念验证。未来,相关成果在医疗、信息处理及视觉辅助技术领域具有广泛的应用前景,通过可穿戴、非侵入式的隐形眼镜,可以灵活调节人体视觉的感知范围,有望为色盲等视觉疾病的治疗提供新的解决方案。