科學家們發明了一種新型夜視隱形眼鏡,據稱可以讓人們獲得"超級視覺"。這種鏡片利用納米粒子吸收低頻光,再將其發射到可見光譜中,使佩戴者能夠看到原本不可見的紅外波長。與傳統夜視護目鏡不同,這種隱形眼鏡不需要電源。研究人員在5月22日的《細胞》期刊上詳細介紹了這項創新。
中國科學技術大學神經科學家、資深作者田雪在聲明中表示:"我們的研究為非侵入性可穿戴設備賦予人類超視覺開辟了可能性。這種材料可以立即應用于多個領域,例如在安全、救援、加密或防偽場景中利用閃爍紅外光傳遞信息。"
傳統夜視技術最早應用于二戰期間的夜間作戰,其原理是通過電子圖像增強管將可見光或近紅外光子轉化為電子,再將這些電子引導到熒光屏上產生綠色光芒。但這種設備需要外接電源導致體積笨重,且無法精確區分紅外范圍內的光線,尤其是較長波長的光線。
新研發的隱形眼鏡采用柔性無毒聚合物材料(常用于軟性隱形眼鏡),內部嵌入了由摻有發光鐿、鉺和金的氟釓鈉構成的納米顆粒。這些納米粒子能夠吸收800至1600納米波長范圍的近紅外光子,并將其轉換為380至750納米波長的可見光。
研究團隊首先在小鼠身上進行測試。佩戴新型鏡片的小鼠會主動避開紅外線照射區域選擇黑暗環境,而未佩戴鏡片的小鼠則無此偏好(小鼠作為晨昏性動物通常會躲避光照以避免天敵)。同時,佩戴鏡片的小鼠在紅外光源下會出現瞳孔收縮,腦部掃描顯示其視覺處理中樞被激活。
在人體測試中,受試者不僅能夠感知閃爍的紅外光,還能判斷其方向。研究人員發現,當受試者閉上眼睛時,紅外視覺能力反而得到增強。田雪解釋道:"實驗結果非常明確:未佩戴鏡片時受試者完全看不見紅外信號,但戴上后就能清楚識別。閉眼狀態下由于紅外線比可見光更易穿透眼瞼,受試者接收閃爍信號的能力反而更強。"
研究團隊還通過調整納米粒子結構,將近紅外光譜的不同波段分別映射為藍、綠、紅三原色。這種改進有望幫助色盲患者恢復色覺感知。田雪表示:"該技術通過將紅色可見光轉換為綠色可見光,可以讓色盲人群看見原本不可見的顏色。"
盡管前景廣闊,但這項技術仍需進一步優化。目前鏡片只能識別高亮度LED光源,科學家需要提高其對低強度光線的敏感度。由于鏡片緊貼視網膜可能影響細節辨識,研究團隊已開發出配套的可穿戴眼鏡系統來實現更高分辨率成像。這項突破性技術為人類拓展感知邊界帶來了全新可能,未來或將在醫療、安防、工業檢測等多個領域引發革命性變革。
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