摘要:神经科学家和材料科学家创建了隐形眼镜,通过将红外光转化为可见光,从而使人类和小鼠的红外视觉能够在人类和小鼠中。与红外夜视镜不同,隐形眼镜不需要电源 - 它们使佩戴者能够感知多个红外波长。由于它们是透明的,因此用户可以同时看到红外线和可见光,尽管当参与者闭上眼睛时,红外视力得到了增强。...
神经科学家和材料科学家创建了隐形眼镜,通过将红外光转化为可见光,从而使人类和小鼠的红外视觉能够在人类和小鼠中。与红外夜视镜不同,隐形眼镜在蜂窝出版社日记中描述细胞5月22日,不需要电源 - 它们使佩戴者能够感知多个红外波长。由于它们是透明的,因此用户可以同时看到红外线和可见光,尽管当参与者闭上眼睛时,红外视力得到了增强。
中国科学技术大学的神经科学家Tian Xue说:“我们的研究开辟了非侵入性可穿戴设备为人们提供超级视觉的潜力。” “该材料有许多潜在的应用程序。例如,可以使用闪烁的红外光线来传输安全,救援,加密或反遇到的环境中的信息。”
隐形眼镜技术使用吸收红外光的纳米颗粒并将其转换为哺乳动物眼可见的波长(例如,400-700 nm范围内的电磁辐射)。纳米颗粒专门可检测“近红外光”,即在800-1600 nm范围内的红外光,就在人类已经看到的范围之外。该团队先前表明,这些纳米颗粒在注入视网膜时可以使小鼠的红外视力在小鼠中,但他们想设计一种侵入性较小的选择。
为了创建隐形眼镜,团队将纳米颗粒与柔性,无毒的聚合物组合在一起,这些聚合物用于标准软隐形眼镜。在证明隐形眼镜无毒后,他们在人类和小鼠中都测试了它们的功能。
他们发现,穿着镜头的小鼠表现出行为,表明他们可以看到红外波长。例如,当给小鼠选择一个深色盒子和红外灌输的盒子时,接触式的小鼠选择了深色盒子,而无接触式的小鼠则没有偏爱。小鼠还显示了红外视觉的生理信号:在存在红外光的情况下限制了接触性小鼠的学生,脑成像显示红外光导致其视觉处理中心点亮。
在人类中,红外隐形眼镜使参与者能够准确检测到闪烁的摩尔斯密码式信号并感知传入红外光的方向。 Xue说:“这是完全明确的削减:如果没有隐形眼镜,就什么都看不到任何东西,但是当他们戴上它们时,他们可以清楚地看到红外光线的闪烁。” “我们还发现,当受试者闭上眼睛时,他们甚至能够更好地收到这些闪烁的信息,因为近红外光与可见光更有效地穿透眼睑,因此可见光的干扰较少。”
对隐形眼镜进行的额外调整使用户可以通过对纳米颗粒进行工程来区分不同的红外光谱,从而使纳米颗粒以不同的红外波长为代码。例如,将980 nm的红外波长转换为蓝光,将808 nm的波长转换为绿光,并将1,532 nm的波长转换为红光。除了使佩戴者能够在红外光谱中感知更多细节外,还可以修改这些颜色编码的纳米颗粒,以帮助色盲的人看到否则无法检测到的波长。
Xue说:“通过将红色可见光转换为绿色可见光之类的东西,这项技术可以使色盲人群可见。”
由于隐形眼镜捕获细节的能力有限(由于它们与视网膜的近距离近距离,这会导致转换的光颗粒散射),因此团队还使用相同的纳米粒子技术开发了可穿戴的玻璃系统,这使参与者能够感知高分辨率的红外线信息。
当前,隐形眼镜只能检测从LED光源投射的红外辐射,但是研究人员正在努力提高纳米颗粒的敏感性,以便它们可以检测到较低水平的红外光线。
Xue说:“将来,通过与材料科学家和光学专家合作,我们希望以更精确的空间分辨率和更高的灵敏度制作隐形眼镜。”