我国科学家突破人类视觉极限 红外感知技术获重大进展

人类的视觉能力受到生物学限制,只能感知可见光波段。红外光虽然广泛存在于自然界,但因波长超出人眼感知范围而对我们"隐形"。此生物学局限长期制约了人类对环境的认知和对疾病的诊疗能力。 突破这一限制的关键在于生物工程技术创新应用。中国科学技术大学生命科学与医学部薛天教授团队率先探索了这一方向。2019年,该团队通过向小鼠视网膜注射上转换纳米材料,使其感光细胞能够将红外光转化为可见光,首次赋予哺乳动物近红外图像视觉能力。这一成果标志着人类在拓展生物感官边界上迈出了关键一步,也为继续研究奠定了基础。 基于这一原理,研究团队在2025年实现了更大的突破。薛天教授与复旦大学张凡教授等合作团队成功研制出高透明度、高效率的多色上转换智能隐形眼镜。这款隐形眼镜能够将不同波长的红外光分别转换为红、绿、蓝等可见光,首次在红外波段实现了"色彩视觉"。相比单一波长的转换,多色转换技术的实现意味着人类可以像识别可见光一样丰富地识别红外信息,大幅提升了信息获取的维度和精度。 这两项研究成果的应用前景广阔。在医疗领域,红外视觉能力可用于早期疾病诊断、手术导航和组织成像。对于色盲、色弱患者以及其他视觉疾病患者,这项技术有望提供新的治疗手段,帮助他们重获或改善视觉功能。在安全防护、环境监测、科学研究等领域,红外视觉也将发挥重要作用。两项研究均入选当年的中国生命科学十大进展,充分表明了其科学价值和社会意义。 从技术层面看,上转换纳米材料的应用代表了纳米生物医学工程的发展方向。通过精准设计材料的物理化学性质,使其能够在生物体内安全、高效地工作,这体现了多学科交叉融合的力量。隐形眼镜作为可穿戴设备的创新应用,也为生物医学工程在日常生活中的转化提供了新思路。

拓展人类视觉边界是科学界持续探索的方向。从实验室研究到可穿戴设备,红外视觉技术的突破不仅延伸了感知维度,也为视觉健康领域带来新的可能。要实现技术向实际应用的转化,仍需通过严格的安全评估和临床验证。如何将"技术突破"转化为"实用成果",将成为未来最具挑战也最值得期待的目标。