“红外视觉”助人类感知近红外波段信息(图)

近日,复旦大学、中国科学技术大学等科研团队合作,在5月23日通过隐形眼镜这一可穿戴装置,让人类拥有了“红外视觉”,这项研究被刊登在《细胞》杂志上。研究表明,利用稀土颗粒与隐形眼镜的结合,人类能够感知近红外波段的信息,这不仅扩展了视觉范围,还给色盲等疾病治疗带来了新希望。  据悉,这项由张凡教授团队和薛天团队共同完成的研究,打破了人类视觉的局限。正常情况下,人类只能看到400纳米到700纳米之间的光波,而通过这种新型材料,人类能够扩展到近红外波段。研究人员将含有多个荧光发射点的稀土颗粒与隐形眼镜结合,把看不见的近红外光波转化为可见颜色。  地球上存在着各种不同频率的光,而人类的眼睛只能通过视网膜上的红、绿、蓝三种视锥细胞来感知颜色。然而这些信息仅仅覆盖了自然光谱中的一小部分。稀土元素具有独特的磁、光和电特性,其最具代表性的光学性质就是上转换发光现象。通过这种现象,长波长的近红外光能够被转化为短波长的可见荧光。  复旦大学和中国科学技术大学的科学家们利用这种特性,把多个不同颜色的发光区域设计在单个纳米颗粒上。这些区域被惰性壳层隔开,保证了彼此独立发光和能量传递。研究团队成员陈子晗解释说,近红外光激发稀土元素后会产生不同颜色的荧光,而这些荧光就可以被人类眼睛捕捉到。  利用这种方法制作的隐形眼镜非常透明且不影响正常视力。佩戴者可以看到三种不同颜色的荧光来分别感知三种不同波长的近红外光。通过组合这些颜色信息,佩戴者还可以识别由多种波长组成的复色光和图案。这次试验成功证明了多色稀土发光材料能够有效实现红外视觉。  该研究为医疗、信息处理及视觉辅助技术提供了广泛应用前景。通过可穿戴、非侵入式的隐形眼镜,未来人们有望灵活调节自身感知范围,并为色盲等视觉疾病治疗提供新方案。中新网上海5月23日电 陈静丁超逸