神经学家与材料学家研发出一种隐形眼镜，可使人类及小鼠获得红外视觉能力，其原理是将红外光转化为可见光。与红外夜视镜不同，该隐形眼镜无需外部电源，且能让佩戴者感知多个红外线波长。由于镜片具有透光性，使用者可同时观测红外光与可见光——尽管在参与者闭眼时红外视觉会得到增强。
"我们的研究开启了无创可穿戴设备赋予人类超级视觉的潜力，"通讯作者、中国科学技术大学神经科学家薛天表示。"这种材料具有许多直接应用潜力。例如，闪烁的红外光可用于安全、救援、加密或防伪场景中的信息传输。"
该隐形眼镜技术采用纳米颗粒吸收红外光，并将其转换为哺乳动物眼睛可见的波长（例如，400-700纳米范围内的电磁辐射）。这些纳米颗粒特别能够检测"近红外光"（800-1600纳米范围的红外光），这正是超出人类现有视觉能力的光谱。该团队先前研究表明，将纳米颗粒注射到视网膜内可使小鼠获得红外视觉能力，但他们希望设计一种侵入性更低的方案。
为制造隐形眼镜，团队将纳米颗粒与标准软性隐形眼镜使用的柔性无毒聚合物相结合。在证实隐形眼镜无毒性后，他们分别在人体和小鼠身上测试了功能。
研究发现佩戴隐形眼镜的小鼠表现出能看见红外波长的行为迹象。例如，当小鼠面临暗箱和红外光照箱的选择时，佩戴隐形眼镜的小鼠会选择暗箱，而未佩戴的小鼠则无明显偏好。小鼠还显示出红外视觉的生理信号：佩戴隐形眼镜的小鼠在红外光下瞳孔会收缩，脑成像显示红外光激活了其视觉处理中心。
在人体测试中，红外隐形眼镜使参与者能准确识别闪烁的摩尔斯电码式信号，并感知红外光的入射方向。"效果非常明确：未佩戴隐形眼镜时受试者看不见任何红外信号，但佩戴后能清晰观察到红外光的闪烁，"薛天解释道。"我们还发现当受试者闭眼时，接收闪烁信息的能力反而更强，因为近红外光穿透眼睑的效率高于可见光，可见光干扰更少。"
通过对纳米颗粒的工程化改造，该隐形眼镜新增了区分红外光谱的功能——将不同红外波长进行颜色编码。例如：980纳米波长转换为蓝光，808纳米转换为绿光，1532纳米转换为红光。除增强佩戴者对红外光谱细节的感知外，这些颜色编码纳米颗粒经改造还可帮助色盲人群感知他们原本无法识别的波长。
"通过将红色可见光转换为类似绿色可见光，这项技术可使色盲人群看见不可见的光谱，"薛天指出。
由于隐形眼镜捕捉精细细节的能力有限（因其贴近视网膜导致转换后的光粒子散射），团队还基于相同纳米颗粒技术开发了可穿戴眼镜系统，使参与者能感知更高分辨率的红外信息。
目前该隐形眼镜仅能检测LED光源投射的红外辐射，研究人员正在提升纳米颗粒灵敏度以探测更低强度的红外光。
"未来通过与材料科学家和光学专家合作，我们希望能制造出空间分辨率更精确、灵敏度更高的隐形眼镜，"薛天总结道。