能看到近红外光,只要戴上隐形眼镜就行,这听起来就如同科幻设定一般,然而却已经被中国科研团队给转化成现实了。这项突破所代表的意义是,人类视觉的生理极限借助技术得以扩展,在未来,它有可能会对多个领域产生深刻的改变。
近红外视觉的技术原理
存在于380至780纳米之间波长范围的可见光,是人类肉眼仅能够去感知的。近红外光的波长是更长的情况,其范围约在780到2526纳米,按照传统而言是不能够被视网膜直接进行接收的。要达成“看见”近红外光这一情况,核心要点在于把这种不可以见的光转化成为肉眼能够去识别的可见光。
所采用方法为“上转换发光”的团体是中国科学技术大学团队 ,他们运用一种特殊纳米材料 ,此材料能够吸收两个或多个近红外光子 ,接着释放出一个具备更短波长 、更高能量的可见光光子 ,这种材料被进行了高度提纯 ,且均匀分布于隐形眼镜的聚合物基质里 ,以此保证镜片既透明 ,又未对正常视觉造成影响 。
从动物实验到人体佩戴
科研所经之路可不是一下子就能达成的呀。在此之前呢,那个团队已然尝试运用眼内注射这种办法,把上转换纳米颗粒径直送到实验用小鼠的视网膜的具体位置,并且成功达成了让小鼠拥有了近红外才能看见东西的视觉效果呢。可是呢,这种注射的方式带有侵入性质,是存在着风险的哟,所以实在是非常难将其应用在人类身上呀。
关键在于寻觅非侵入性方案。隐形眼镜是一种直接覆盖在角膜上的光学器件,它成为了理想载体。研究团队最后筛选出生物相容性良好的软性水凝胶材料用作基底,并把上转换纳米颗粒稳固地复合在其中,进而制成了这款功能特别的隐形眼镜。
隐形眼镜的具体性能
这款隐形眼镜不会致使世界全然变为一片红色,它凭借精确的材料设计,把近红外光转化成波长是535纳米的绿光,所以,佩戴者所见到的近红外图像会以绿色色调叠加于正常的视觉场景之上,二者相互之间不存在干扰 。
实验当中,戴着这镜片的人类志愿者,对于近红外光的存在是能够感知的,其明暗变化(时间编码)以及大致方向也都可以识别。更为关键的是,把一个内置镜片的特制框架眼镜系统结合起来时甚至,志愿者对于近红外光投射出的复杂图案和文字是能够看清的,达成了跟正常视觉相接近的空间分辨率。
潜在的实际应用场景
于此医疗范畴之内,此项技术所展前景极为开阔,于手术进程里,医生若佩戴这般眼镜,极有可能径直瞧见血管之分布状况或者特定药物的近红外荧光标记,借此达成更为精准的微创类操作,并且它还能够对部分类型的色盲或者视觉损伤予以辅助性治疗 。
在安防以及军事领域当中,士兵或者安保人员能够借助它于夜间看清运用近红外照明的目标或者标识,况且自身不会发出可见光,以此增强隐蔽性,在工业检测里,工人能够直观发觉电路板上的热斑或者材料上的内部缺陷。
技术面临的挑战与局限
且不说前景是那般光明,然而技术要走向实用却还是存在有些关卡得去跨越。其中首要的就是佩戴舒适性以及长期安全性方面的问题。就纳米材料而言,在长期接触眼球所处环境时的稳定性究竟如何,还有是否存在可能引发炎症或者过敏反应的情况,这些均需要花费更长时间去开展临床试验从而获得验证 。
紧接着的是设备的功耗以及续航情况,当下的镜片自身是没有电源的,然而与之配套的成像系统是需要电源供给的,对整个系统怎样能够打造得更轻盈、更节省能源,这是对其日常使用感受产生影响的关键点,另外,成本的管控也是大规模进行推广的时候必须要纳入考量范围的因素,。
对未来生活的可能影响
从长远的视角来看,此项技术有可能催生出全新样式的信息交互方式。兴许我们能够借助近红外光去收受加密之后的导航信息,还有实时翻译提示,甚至能够开展增强现实交互,然而旁人却无法察觉到这些应用情况。这样的状况为隐私保护提供了全新的思考角度与方向。
它更象征着这样一种趋势,可穿戴设备正从外部辅助工具,演变成直接拓展人类原生感知能力的融合式终端,未来,通过类似的生物兼容界面。人类或许还能具备感知紫外线、磁场或其他信号的能力,从根本上重塑咱们认识世界的方式。
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