“隱形眼鏡”助人類識(shí)別復(fù)雜近紅外圖形

原標(biāo)題：“隱形眼鏡”助人類識(shí)別復(fù)雜近紅外圖形

22日，記者從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)部薛天、馬玉乾團(tuán)隊(duì)與國(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)合作，制備出高透明、高轉(zhuǎn)化效率的上轉(zhuǎn)換隱形眼鏡，可實(shí)現(xiàn)人類近紅外時(shí)空色彩圖像視覺(jué)能力。相關(guān)研究成果5月22日在線發(fā)表在國(guó)際期刊《細(xì)胞》上。

人類肉眼可感知的可見(jiàn)光僅占電磁波譜很小的一部分。此前，研究團(tuán)隊(duì)與合作者將一種可以把近紅外光轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光的上轉(zhuǎn)換納米顆粒注射到動(dòng)物視網(wǎng)膜中，首次實(shí)現(xiàn)哺乳動(dòng)物的裸眼近紅外圖像視覺(jué)能力，研究成果于2019年發(fā)表在《細(xì)胞》。但該研究的眼內(nèi)注射在人體應(yīng)用中受限，如何通過(guò)非侵入性方式實(shí)現(xiàn)近紅外視覺(jué)，是該技術(shù)實(shí)用化的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

高分子聚合材料制備的軟性透明隱形眼鏡提供了一個(gè)可佩戴式解決方案。為此，研究人員對(duì)上轉(zhuǎn)換納米顆粒進(jìn)行表面修飾，提高它們?cè)诟叻肿泳酆喜牧现械木鶆蚍稚⑿裕瑫r(shí)篩選出與上轉(zhuǎn)換納米顆粒折射率匹配的高分子聚合材料，制備出了高摻雜比例并且高度透明的近紅外光上轉(zhuǎn)換隱形眼鏡。

經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，佩戴該隱形眼鏡的人類志愿者不僅可以看到一定光強(qiáng)范圍的近紅外光，還可以準(zhǔn)確識(shí)別近紅外光的時(shí)間編碼信息。此外，研究人員還開(kāi)發(fā)了一種內(nèi)置近紅外光上轉(zhuǎn)換隱形眼鏡的可穿戴式框架眼鏡系統(tǒng)，使人類志愿者能夠獲得與可見(jiàn)光視覺(jué)一樣空間分辨率的近紅外圖像視覺(jué)，精確識(shí)別復(fù)雜近紅外圖形。

研究人員用三色正交上轉(zhuǎn)換納米顆粒取代了傳統(tǒng)的上轉(zhuǎn)換納米顆粒，制備出了三色上轉(zhuǎn)換隱形眼鏡，可以將三種不同光譜的近紅外光轉(zhuǎn)換成紅、綠、藍(lán)三基色的可見(jiàn)光。實(shí)驗(yàn)證明，通過(guò)佩戴三色上轉(zhuǎn)換隱形眼鏡，人類志愿者可有效識(shí)別三種波長(zhǎng)的近紅外光，感知多種近紅外色彩。

研究人員表示，該技術(shù)在醫(yī)療、信息處理及視覺(jué)輔助技術(shù)領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。（記者吳長(zhǎng)鋒）