红外隐形眼镜使人们即使闭上眼睛也能在黑暗中看到东西

神经科学家和材料科学家已经创造出隐形眼镜，通过将红外光转化为可见光，使人类和小鼠都能实现红外视觉。与红外夜视镜不同，《细胞》杂志上描述的隐形眼镜不需要电源，并且佩戴者能够感知多种红外波长。因为它们是透明的，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，红外线视觉会增强。

“我们的研究开辟了无创可穿戴设备给人们提供超视觉的潜力，”资深作者、中国科技大学神经科学家田雪说。“这种材料有很多潜在的应用。例如，闪烁的红外光可用于在安全、救援、加密或防伪环境中传输信息。”

隐形眼镜技术使用纳米粒子吸收红外光并将其转化为哺乳动物眼睛可见的波长（例如，400-700nm范围内的电磁辐射）。纳米粒子特别能够检测“近红外光”，即800-1600nm范围内的红外光，刚好超出人类已经看到的范围。

该团队之前已经证明，当这些纳米粒子注射到视网膜中时，它们可以在小鼠体内实现红外视觉，但他们想设计一种侵入性较小的选择。

为了制造隐形眼镜，该团队将纳米粒子与标准软性隐形眼镜中使用的柔性无毒聚合物结合在一起。在证明隐形眼镜无毒后，他们在人类和小鼠身上测试了它们的功能。

他们发现，戴隐形眼镜的小鼠表现出可以看到红外波长的行为。例如，当让小鼠选择暗箱和红外照明箱时，戴接触式小鼠选择了暗箱，而非接触式小鼠则没有表现出偏好。

小鼠还显示出红外视觉的生理信号：接触式佩戴小鼠的瞳孔在红外光的存在下会收缩，脑成像显示红外光会使它们的视觉处理中心发光。

在人类中，红外隐形眼镜使参与者能够准确地检测到闪烁的莫尔斯电码信号，并感知入射红外光的方向。“这是完全清楚的：没有隐形眼镜，受试者什么也看不见，但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，”薛说。

“我们还发现，当受试者闭上眼睛时，他们甚至能够更好地接收这种闪烁的信息，因为近红外光比可见光更有效地穿透眼睑，因此可见光的干扰更小。”。例如，将980nm的红外波长转换为蓝光，将808nm的波长转换为绿光，将1532nm的波长转换成红光。

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除了使佩戴者能够感知红外光谱中的更多细节外，这些颜色编码纳米粒子还可以被修改，以帮助色盲人士看到他们无法检测到的波长。

“通过将红色可见光转换为类似绿色可见光的东西，这项技术可以使色盲的人看到不可见的东西，”薛说。

由于隐形眼镜捕捉精细细节的能力有限（由于它们靠近视网膜，导致转换的光粒子散射），该团队还开发了一种使用相同纳米粒子技术的可穿戴玻璃系统，使参与者能够感知更高分辨率的红外信息。

目前，隐形眼镜只能检测LED光源投射的红外辐射，但研究人员正在努力提高纳米粒子的灵敏度，使其能够检测到较低水平的红外光。“未来，通过与材料科学家和光学专家合作，我们希望制造出具有更精确的空间分辨率和更高灵敏度的隐形眼镜，”薛说。p