红外线隐形眼镜让人能在黑暗中看见事物，即使闭着眼睛

"我们的研究开启了非侵入式可穿戴设备赋予人类超级视觉的潜力，"资深作者、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在安防、救援、加密或防伪场景中传输信息。"

该隐形眼镜技术采用可吸收红外光并将其转换为哺乳动物眼睛可见波长（例如400-700纳米范围内的电磁辐射）的纳米粒子。这些纳米粒子专门用于探测"近红外光"（800-1600纳米范围的红外光），该波段恰好在人类现有可见光谱之外。该团队先前研究表明，将此类纳米粒子注射到视网膜后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，团队将纳米粒子与标准软性隐形眼镜使用的柔性无毒聚合物结合。在证实镜片无毒性后，他们分别在人类和小鼠身上测试了其功能。

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特征。例如，当小鼠可在暗箱和红外照明箱之间选择时，戴镜片的小鼠选择暗箱，而未佩戴者则无偏好倾向。小鼠还显示出红外视觉的生理。小鼠还显示出红外视觉的生理信号：佩戴镜片的小鼠在红外光下瞳孔收缩，脑部成像显示红外光会激活其视觉处理中心。

在人类测试中，红外隐形眼镜使受试者能准确识别闪烁的莫尔斯电码式信号，并感知红外光源方向。"结果非常明确：不戴镜片时受试者看不见任何红外光，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，接收闪烁信号的能力反而更强，因为近红外光穿透眼睑的效率高于可见光，因此可见光干扰更少。"

通过对纳米粒子进行工程化改造，镜片新增功能可让使用者区分不同红外光谱——将特定红外波长转换为颜色编码。例如：980纳米波长转为蓝光，808纳米转为绿光，1532纳米转为红光。除增强佩戴者对红外光谱细节的分辨能力外，这些颜色编码纳米粒子经改造还可帮助色觉障碍人群感知原本无法识别的波长。

"通过将红色可见光转换为类绿色可见光，该技术可使色觉障碍人群看见不可见光谱，"薛天指出。

由于隐形眼镜捕获精细细节的能力有限（因镜片紧贴视网膜导致转换后的光粒子散射），团队还开发了采用相同纳米技术的可穿戴眼镜系统，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探测LED光源投射的红外辐射，但研究人员正致力于提升纳米粒子灵敏度以检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，我们希望制造出具有更精确空间分辨率和更高灵敏度的隐形眼镜，"薛天表示。

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Journal Reference:

Yuqian Ma, Yunuo Chen, Sheng Wang, Zi-Han Chen, Yuanwei Zhang, Ling Huang, Xinxin Zhang, Fei Yin, Yunxuan Wang, Mingzhu Yang, Zhanjun Li, Kai Huang, Xin Fang, Zishuo Li, Minghong Wang, Wenhui Liu, Jia-Nan Li, Longfei Li, Hang Zhao, Min Wei, Yiming Shi, Rong Liu, Mei Zhang, Jutao Chen, Jiawei Shen, Jianjun Meng, Yupeng Yang, Fan Zhang, Xinglong Gong, Gang Han, Tian Xue.Near-infrared spatiotemporal color vision in humans enabled by upconversion contact lenses.Cell, 2025; DOI:10.1016/j.cell.2025.04.019