Una squadra di ricerca guidata da u prufessore XUE Tian è u prufessore MA Yuqian di l'Università di Scienza è Tecnulugia di Cina (USTC), in cullaburazione cù parechji gruppi di ricerca, hà riesciutu à permette a visione di culori spatiotempurale vicinu à l'infrarossu (NIR) umana attraversu lenti a cuntattu à cunversione ascendente (UCL). U studiu hè statu publicatu in linea in Cell u 22 di maghju 2025 (EST), è hè statu prisentatu in un comunicatu di stampa daPressa Cellulare.
In natura, l'onde elettromagnetiche abbraccianu una larga gamma di lunghezze d'onda, ma l'ochju umanu pò percepisce solu una stretta parte cunnisciuta cum'è luce visibile, rendendu a luce NIR oltre l'estremità rossa di u spettru invisibile per noi.
Fig1. Onde elettromagnetiche è spettru di luce visibile (Imagine da a squadra di u prufessore XUE)
In u 2019, una squadra guidata da u prufessore XUE Tian, MA Yuqian, è HAN Gang hà ottenutu una svolta iniettendu nanomateriali di cunversione ascendente in e retine di l'animali, permettendu a prima capacità di visione d'imagine NIR à ochju nudu in i mammiferi. Tuttavia, per via di l'applicabilità limitata di l'iniezione intravitreale in l'omu, a sfida chjave per sta tecnulugia stà in permette a percezione umana di a luce NIR per mezu di mezi non invasivi.
E lenti a cuntattu morbide è trasparenti fatte di cumposti polimerichi furniscenu una suluzione purtabile, ma u sviluppu di UCL si trova di fronte à duie sfide principali: ottene una capacità di cunversione ascendente efficiente, chì richiede un dopaggio di nanoparticelle à alta cunversione ascendente (UCNP), è mantene una alta trasparenza. Tuttavia, l'incorporazione di nanoparticelle in polimeri altera e so proprietà ottiche, rendendu difficiule equilibrà l'alta concentrazione cù a chiarezza ottica.
Attraversu a mudificazione di a superficia di l'UCNP è u screening di materiali polimerichi cù indice di rifrazione currispundente, i circadori anu sviluppatu UCL chì ottenenu una integrazione di UCNP di 7-9% mantenendu più di 90% di trasparenza in u spettru visibile. Inoltre, l'UCL anu dimustratu prestazioni ottiche soddisfacenti, idrofilicità è biocompatibilità, cù risultati sperimentali chì mostranu chì sia i mudelli murini sia i purtatori umani ùn pudianu micca solu rilevà a luce NIR, ma ancu differenzià e so frequenze temporali.
Più impressiunante, a squadra di ricerca hà cuncipitu un sistema di occhiali indossabili integratu cù UCL è imaging otticu ottimizzatu per superà a limitazione chì l'UCL cunvinziunali furniscenu solu à l'utilizatori una percezione grossolana di l'imaghjini NIR. Questu avanzamentu permette à l'utilizatori di percepisce l'imaghjini NIR cù una risoluzione spaziale paragunabile à a visione di luce visibile, chì permette un ricunniscenza più precisa di mudelli NIR cumplessi.
Per affruntà megliu a presenza diffusa di luce NIR multispettrale in ambienti naturali, i circadori anu rimpiazzatu l'UCNP tradiziunali cù UCNP tricromatiche per sviluppà lenti a cuntattu tricromatiche à cunversione ascendente (tUCL), chì anu permessu à l'utilizatori di distingue trè distinte lunghezze d'onda NIR è di percepisce un spettru di culore NIR più largu. Integrandu l'infurmazioni di culore, temporali è spaziali, i tUCL anu permessu un ricunniscenza precisa di dati codificati in NIR multidimensionali, offrendu una selettività spettrale è capacità anti-interferenza migliorate.
Fig2. L'aspettu di u culore di diversi mudelli (specchi riflettenti simulati cù diversi spettri di riflessione) sottu illuminazione visibile è NIR, cum'è vistu attraversu u sistema di occhiali indossabili integratu cù i tUCL. (Imagine da a squadra di u prufessore XUE)
Fig3. L'UCL permettenu a percezione umana di a luce NIR in dimensioni tempurali, spaziali è cromatiche. (Imagine da a squadra di u prufessore XUE)
Stu studiu, chì hà dimustratu una suluzione purtabile per a visione NIR in l'omu per mezu di l'UCL, hà furnitu una prova di cuncettu per a visione di i culori NIR è hà apertu applicazioni promettenti in a sicurità, l'anticontraffazione è u trattamentu di e carenze di a visione di i culori.
Ligame di carta:https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.04.019
(Scrittu da XU Yehong, SHEN Xinyi, Editatu da ZHAO Zheqian)
Data di publicazione: 07 di ghjugnu di u 2025