中国科技报 05月23日 04:02
[要 闻] “隐形眼镜”助人类识别复杂近红外图形
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中国科学技术大学的研究团队成功研发出高透明、高转化效率的上转换隐形眼镜,实现了人类的近红外时空色彩图像视觉能力。该研究成果发表在国际期刊《细胞》上。与之前的眼内注射方式相比,这种隐形眼镜提供了一种非侵入性的解决方案,解决了近红外视觉技术实用化的关键挑战。佩戴者不仅能看到近红外光,还能准确识别其时间编码信息,甚至可以识别多种近红外色彩。这项技术在医疗、信息处理和视觉辅助技术领域具有广阔的应用前景。

👁️ 研究团队成功制备出高透明、高转化效率的上转换隐形眼镜,实现了人类的近红外时空色彩图像视觉能力。这项研究成果发表在国际期刊《细胞》上。

👓 为了解决此前研究中眼内注射的限制,研究人员开发了可佩戴式的隐形眼镜。通过表面修饰上转换纳米颗粒,并筛选匹配的聚合材料,制备出高掺杂比例且高度透明的隐形眼镜。

⏱️ 实验证明,佩戴该隐形眼镜的人类志愿者不仅能看到近红外光,还能准确识别其时间编码信息。研究人员还开发了可穿戴式框架眼镜系统,使佩戴者获得与可见光视觉一样空间分辨率的近红外图像视觉。

🌈 研究人员还开发了三色上转换隐形眼镜,可以将三种不同光谱的近红外光转换成红、绿、蓝三基色的可见光。实验证明,佩戴者可有效识别多种近红外色彩。

    科技日报合肥5月22日电 (记者吴长锋)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、马玉乾团队与国内外科研机构合作,制备出高透明、高转化效率的上转换隐形眼镜,可实现人类近红外时空色彩图像视觉能力。相关研究成果5月22日在线发表在国际期刊《细胞》上。

    人类肉眼可感知的可见光仅占电磁波谱很小的一部分。此前,研究团队与合作者将一种可以把近红外光转换为可见光的上转换纳米颗粒注射到动物视网膜中,首次实现哺乳动物的裸眼近红外图像视觉能力,研究成果于2019年发表在《细胞》。但该研究的眼内注射在人体应用中受限,如何通过非侵入性方式实现近红外视觉,是该技术实用化的关键挑战。

    高分子聚合材料制备的软性透明隐形眼镜提供了一个可佩戴式解决方案。为此,研究人员对上转换纳米颗粒进行表面修饰,提高它们在高分子聚合材料中的均匀分散性,同时筛选出与上转换纳米颗粒折射率匹配的高分子聚合材料,制备出了高掺杂比例并且高度透明的近红外光上转换隐形眼镜。

    经过实验验证,佩戴该隐形眼镜的人类志愿者不仅可以看到一定光强范围的近红外光,还可以准确识别近红外光的时间编码信息。此外,研究人员还开发了一种内置近红外光上转换隐形眼镜的可穿戴式框架眼镜系统,使人类志愿者能够获得与可见光视觉一样空间分辨率的近红外图像视觉,精确识别复杂近红外图形。

    研究人员用三色正交上转换纳米颗粒取代了传统的上转换纳米颗粒,制备出了三色上转换隐形眼镜,可以将三种不同光谱的近红外光转换成红、绿、蓝三基色的可见光。实验证明,通过佩戴三色上转换隐形眼镜,人类志愿者可有效识别三种波长的近红外光,感知多种近红外色彩。

    研究人员表示,该技术在医疗、信息处理及视觉辅助技术领域具有广泛应用前景。

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