革命性的隐形眼镜让人眼看到不可见的光线

中国的科学家已经开发出隐形眼镜,让佩戴者看到人眼通常不可见的光线。更凉爽的是,这些镜片在闭着的眼睑中效果更好,其他版本可以帮助矫正色盲。

人眼可以看到相对有限的颜色范围——波长在 400 到 700 纳米之间的光。在典型的以人为中心的方式中,我们称其为光谱的“可见”部分,即使其他动物可以看到更远的地方它。

在一项新的研究中,科学家们帮助人类瞥见了 800 到 1,600 纳米长的光,这个我们通常看不到的范围被称为红外线。诀窍是戴上一副嵌入纳米颗粒的隐形眼镜,将红外波长转换为可见波长。

专用镜片不会破坏佩戴者看到可见光的能力,它们只是增加了红外光源。在测试中,佩戴者可以识别来自红外 LED 的闪烁信号,并判断光线来自哪个方向。

“这是完全明确的:没有隐形眼镜,拍摄对象什么也看不到,但是当他们戴上隐形眼镜时,他们可以清楚地看到红外光的闪烁。”田雪 说,中国科学技术大学的神经科学家。

也许最有趣的发现是,佩戴者仍然可以闭着眼睛看到红外光——事实上,他们的特殊镜片似乎比睁开镜片效果更好。这是因为红外光比可见光更深入地穿透皮肤,因此眼睑基本上过滤掉了更强烈的眩光。

隐形眼镜在可见光下是透明的(左),但可以看到红外光源(右)。(马玉倩, 陈玉诺)

需要明确的是,佩戴者并非如此看到“新”颜色——这需要更笨重的科学设置。在这种情况下,纳米颗粒吸收红外光并将其转化为熟悉的可见颜色。它可以帮助我们获取有关周围环境的新信息,并可能具有安全性或加密该团队表示,应用程序。

更进一步,研究人员表明,更详细的隐形眼镜版本可以让用户识别红外光谱的各个部分。纳米颗粒对红外波长进行颜色编码,因此 808 纳米的光显示为绿色,980 纳米的光显示为蓝色,1,532 纳米的光显示为红色。

该团队进一步扩展了这一发现,表示它最终可能会进行调整以提供帮助色盲人群看到他们通常看不到的东西。同样,它不会显示缺失的颜色,而是将这些波长转换为人的眼睛可以检测到的波长。

隐形眼镜的缺点是它们离视网膜太近,以至于转换后的光线会散射,使物体有点模糊。由相同纳米颗粒制成的可穿戴眼镜可实现更高分辨率的红外光感知。

在使用这些眼镜的后续测试中,该团队甚至能够展示物体反射的红外光如何编码肉眼不可见的不同信息。物体在我们看来是某些颜色,因为可见光的特定模式会从它们反射到我们的视网膜中。红外光也会发生同样的事情,但我们只是(通常)看不到它。

通过红外隐形眼镜看到的可见光(上图)和近红外线(下图)照亮的反光字母。(马玉倩, 陈玉诺)

在测试中,对于不戴眼镜的参与者来说,看起来无聊的黑色或白色字母在戴上花哨的眼镜时会呈现出鲜艳的色彩。这是因为从它们反射的红外波长被眼镜转换为特定的可见波长。

在黑暗中四处走动拾取热信号的想法很有趣,但不要指望很快就会获得 Predator 视觉。纳米颗粒目前只能从强 LED 光源中接收红外光,但该团队希望在未来的工作中可以提高灵敏度。

该研究发表在杂志上细胞.

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