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多红外光谱转换
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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
生物世界· 2025-05-23 07:46
核心观点 - 研究团队开发了一种可穿戴近红外上转换隐形眼镜(UCL),通过非侵入性方式实现人类近红外时空色彩图像视觉 [3][5][6] - 该技术突破了传统红外探测工具的局限性,无需额外能量支持且具备高透明度与生物相容性 [2][5][6] - 通过三色正交上转换纳米颗粒(trichromatic UCNP)实现多光谱近红外光向红、绿、蓝三基色的转换,首次验证人类近红外色彩视觉 [7][9] 技术突破 材料与设计 - 采用表面修饰的上转换纳米颗粒(UCNP)与折射率匹配的高分子聚合材料,实现7-9%高掺杂比例,可见光透明度超90% [5] - 开发内置UCL的可穿戴框架眼镜系统,优化光学设计后使近红外图像分辨率达到可见光水平 [6] - 三色正交UCNP(tUCL)可区分三种近红外波长并转换为三基色,避免光谱干扰 [7][9] 性能验证 - UCL具备力学柔性、亲水性和生物相容性,小鼠实验证实其可感知时间频率与方位信息 [6] - 人类志愿者能识别近红外光强、时间编码及复杂图形,tUCL进一步实现多维度色彩信息解码 [6][7][9] 应用前景 - 为医疗(如色盲治疗)、信息处理及视觉辅助技术提供新解决方案 [9] - 未来需提升上转换效率并优化发射光定向输出,以摆脱红外光源辅助依赖 [12]