这些隐形眼镜给人们带来超人的视力

快速阅读: 据《奇点枢纽》称，中国科学家研发出一种能感知红外线的特殊隐形眼镜，使佩戴者能看到肉眼不可见的红外线，为视力拓展带来新可能，同时也有助于信息加密和防伪。

我们的眼睛捕捉到了茂密森林的翠绿、高山湖泊的湛蓝以及日落的红紫交织。然而，还有一个整个世界隐藏在视线之外。我们的眼睛只能感知光谱中狭窄的一部分——波长在400到700纳米之间的光线被称为“可见光”。红外线光，就在700纳米标记之外，对我们来说是看不见的。中国科学技术大学的田雪及其团队写道，超过一半的光谱对人类而言依旧充满未知。尽管夜视镜能在黑暗中帮助我们提升视力，但这类设备体积大、分辨率低且色彩单一，与自然视觉体验相差甚远。

我们的眼睛捕捉到了茂密森林的翠绿、高山湖泊的湛蓝以及日落的红紫交织。然而，还有一个整个世界隐藏在视线之外。我们的眼睛只能感知光谱中狭窄的一部分——波长在400到700纳米之间的光线被称为“可见光”。红外线光，就在700纳米标记之外，对我们来说是看不见的。本周，田雪和他的同事介绍了一种隐形眼镜，这种隐形眼镜可以将近红外光转换为可见光。它们在大小和形状上与普通隐形眼镜相似，并不需要外部电源。由于近红外光可以穿透眼睑，佩戴者即使闭着眼睛也能看到用多种之前无法察觉的波长显示的字母。

佩戴这种隐形眼镜的小鼠和人类都能检测到闪烁的近红外光的存在和方向。在可见光下看起来是黑白的一系列字母，佩戴隐形眼镜的人能够检测到与近红外波长相关的多种颜色。本周，田雪和他的同事介绍了一种隐形眼镜，这种隐形眼镜可以将近红外光转换为可见光。它们在大小和形状上与普通隐形眼镜相似，并不需要外部电源。由于近红外光可以穿透眼睑，佩戴者即使闭着眼睛也能看到用多种之前无法察觉的波长显示的字母。

“我们的研究开启了非侵入式可穿戴设备赋予人们超凡视力的可能性，”田雪在一份新闻稿中说。尽管超凡视力很酷，但用于制作隐形眼镜的纳米粒子还有其他潜在用途。“闪烁的红外光可以在安全、救援、加密或防伪设置中用于传输信息，”田雪说。

眼见为实，我们依靠视觉来理解世界，但人类只能看到光谱的一小部分。较短的波长是紫外线，我们的眼睛和太阳镜会过滤掉它以防止损伤。红外波长位于可见光谱的另一端，通常不会造成伤害。然而，它们太弱而无法激活我们眼睛中的感光细胞（即光感受器），无法将光转化为大脑能理解的电信号。

田雪一直希望扩展我们眼睛的能力。2019年，在与马萨诸塞大学医学院的生物化学家康·韩的一次聊天中，他了解到一种不寻常的材料。这种材料中的微小颗粒可以将低能量的红外光子转换为高能量的可见光。向系统添加能量是很困难的。田雪转向了一组被称为稀土金属的元素。你可能听说过它们。它们在强力磁铁、笔记本电脑、智能手机、相机镜头和电池中都很常见。这些元素有一个特殊的特性。大多数元素从光子中吸收能量，迅速释放出来，然后回到原来的能量状态。稀土金属可以吸收多个低能量光子，例如红外范围内的光子，积累能量，然后释放出高能量的可见光光子。

这对搭档为他们的纳米粒子选择了两种稀土金属。一种吸收红外光并将能量传递给另一种，后者将其转换为可见的绿色光。然后他们在这个纳米粒子上添加了一个“引导”蛋白，使其能够定位眼睛中的光感受器。理论上，这个系统应该能够将红外光转换为大脑可以感知的绿色光。它成功了。

直接向小鼠眼中注射纳米粒子似乎赋予了它们超凡视力。在多次实验中，它们仅凭近红外光信号便能找到水池里的隐蔽平台。那些没有纳米粒子的小鼠则四处游荡，毫无目的。

超凡视力听起来很吸引人——想到针刺眼睛就不太好了。这项发表在《细胞》杂志上的新研究使这项技术以隐形眼镜的形式变得可穿戴，但进行了升级。将纳米粒子嵌入隐形眼镜可能会影响其感光性能。研究团队筛选了多种常用隐形眼镜材料，最终发现了一种无害且柔韧的‘画布’。重要的是，镜片材料不会干扰纳米粒子的光转换。最终制成的隐形眼镜既安全又舒适。佩戴微型版本长达14天的小鼠照常活动，没有表现出眼部疲劳或损伤的迹象。

这些隐形眼镜让小鼠拥有了超凡视力。在一项测试中，团队在动物面前闪烁近红外光。视觉皮层的电活动显示它们的大脑正在处理这些信号。

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