近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)及其合作者在視覺科技領(lǐng)域取得了重大突破，成功制備出高透明、高轉(zhuǎn)化效率的上轉(zhuǎn)換隱形眼鏡，這一創(chuàng)新技術(shù)使得人類能夠感知近紅外光的時(shí)間、空間和色彩多維度信息。這項(xiàng)技術(shù)不僅拓展了人類的視覺極限，也為醫(yī)療、信息處理及視覺輔助技術(shù)領(lǐng)域帶來了廣泛的應(yīng)用前景。

在先前的研究中，研究團(tuán)隊(duì)通過將上轉(zhuǎn)換納米顆粒注射到動(dòng)物視網(wǎng)膜中，實(shí)現(xiàn)了哺乳動(dòng)物裸眼近紅外圖像視覺能力。然而，眼內(nèi)注射在人體應(yīng)用中存在限制，因此，研究團(tuán)隊(duì)面臨著如何通過非侵入性方式實(shí)現(xiàn)近紅外視覺的挑戰(zhàn)。為此，他們采用高分子聚合材料制備軟性透明隱形眼鏡，解決了高效上轉(zhuǎn)換能力和良好光學(xué)性能的問題。通過對(duì)上轉(zhuǎn)換納米顆粒進(jìn)行表面修飾，提高了其在高分子聚合材料中的均勻分散性，并篩選出與上轉(zhuǎn)換納米顆粒折射率匹配的高分子聚合材料，最終制備出了高摻雜比例（7%-9%）并且高度透明的近紅外光上轉(zhuǎn)換隱形眼鏡。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，佩戴這種隱形眼鏡的小鼠能夠分辨不同時(shí)間頻率和不同方位的近紅外光信息。更為重要的是，佩戴該隱形眼鏡的人類志愿者可以準(zhǔn)確識(shí)別通過近紅外光傳遞的更多信息。此外，研究團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了一種內(nèi)置近紅外光上轉(zhuǎn)換隱形眼鏡的可穿戴式框架眼鏡系統(tǒng)，使人類志愿者能夠獲得與可見光視覺一樣空間分辨率的近紅外圖像視覺，精確識(shí)別復(fù)雜近紅外圖形。

為了進(jìn)一步豐富視覺感知的色彩維度，研究團(tuán)隊(duì)用三色正交上轉(zhuǎn)換納米顆粒取代傳統(tǒng)的上轉(zhuǎn)換納米顆粒，制備出了三色上轉(zhuǎn)換隱形眼鏡，可以將三種不同光譜的近紅外光轉(zhuǎn)換成紅、綠、藍(lán)三基色的可見光。實(shí)驗(yàn)證明，通過佩戴三色上轉(zhuǎn)換隱形眼鏡，人類志愿者可以有效地識(shí)別三種波長(zhǎng)的近紅外光，感知多種近紅外色彩，有效地實(shí)現(xiàn)人類近紅外色彩圖像視覺。

盡管這項(xiàng)技術(shù)取得了顯著進(jìn)展，但仍有進(jìn)一步提升的空間，需要視覺生理學(xué)、材料科學(xué)和光學(xué)等跨學(xué)科合作。這項(xiàng)研究通過視覺生理與納米材料技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了無源、可穿戴的人類近紅外圖像視覺能力拓展，為未來在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。