Истраживачки тим који предводе проф. Сјуе Тјан и проф. М.А. Јућијан са Универзитета за науку и технологију Кине (USTC), у сарадњи са више истраживачких група, успешно је омогућио људски просторно-временски вид боја у блиском инфрацрвеном (NIR) зрачењу помоћу контактних сочива са конверзијом навише (UCL). Студија је објављена онлајн у часопису Cell 22. маја 2025. (EST) и представљена је у саопштењу за јавност од странеЋелија Прес.
У природи, електромагнетни таласи обухватају широк опсег таласних дужина, али људско око може да перципира само узак део познат као видљива светлост, што чини ближњу инфрацрвену светлост изван црвеног краја спектра невидљивом за нас.
Сл. 1. Електромагнетни таласи и спектар видљиве светлости (слика тима проф. XUE)
Године 2019, тим који су предводили проф. Сјуе Тијан, МА Јућијан и Хан Ганг постигао је пробој убризгавањем наноматеријала са апконверзијом у мрежњаче животиња, омогућавајући прву могућност визуелног вида NIR слике голим оком код сисара. Међутим, због ограничене применљивости интравитреалне ињекције код људи, кључни изазов за ову технологију лежи у омогућавању људске перцепције NIR светлости неинвазивним средствима.
Мекана, провидна контактна сочива направљена од полимерних композита пружају решење за ношење, али развој UCL-а се суочава са два главна изазова: постизање ефикасне могућности конверзије навише, што захтева допирање наночестицама са високом конверзијом навише (UCNP), и одржавање високе транспарентности. Међутим, уградња наночестица у полимере мења њихова оптичка својства, што отежава балансирање високе концентрације са оптичком јасноћом.
Кроз модификацију површине UCNP-ова и скрининг полимерних материјала са усклађеним индексом преламања, истраживачи су развили UCL-ове (Unable Closed Laboratories - једнобојне линије) који постижу 7–9% UCNP интеграције уз одржавање преко 90% транспарентности у видљивом спектру. Штавише, UCL-ови су показали задовољавајуће оптичке перформансе, хидрофилност и биокомпатибилност, а експериментални резултати показују да и мишји модели и људи који их носе могу не само да детектују NIR светлост већ и да разликују њене временске фреквенције.
Још импресивније, истраживачки тим је дизајнирао систем наочара за ношење интегрисан са UCL-овима и оптимизовао оптичко снимање како би превазишао ограничење да конвенционални UCL-ови пружају корисницима само грубу перцепцију NIR слика. Овај напредак омогућава корисницима да перципирају NIR слике са просторном резолуцијом упоредивом са видом видљиве светлости, што омогућава прецизније препознавање сложених NIR образаца.
Да би се додатно носили са широко распрострањеним присуством мултиспектралне ближње инфрацрвене светлости у природним окружењима, истраживачи су заменили традиционалне УЦНП-ове трихроматским УЦНП-овима како би развили трихроматска контактна сочива са конверзијом навише (тУЦЛ), која су омогућила корисницима да разликују три различите БИР таласне дужине и перципирају шири БИР спектар боја. Интеграцијом информација о боји, временских и просторних информација, тУЦЛ-ови су омогућили прецизно препознавање вишедимензионалних БИР-кодираних података, нудећи побољшану спектралну селективност и могућности спречавања сметњи.
Сл. 2. Изглед боја различитих образаца (симулирана рефлектујућа огледала са различитим спектрима рефлексије) под видљивим и блиским инфрацрвеним осветљењем, посматрано кроз систем носивих наочара интегрисан са tUCL-овима. (Слика тима проф. XUE)
Сл. 3. UCL-ови омогућавају људску перцепцију NIR светлости у временској, просторној и хроматској димензији. (Слика тима проф. XUE)
Ова студија, која је демонстрирала носиво решење за NIR вид код људи путем UCL-а, пружила је доказ концепта за NIR вид боја и отворила обећавајуће примене у безбедности, борби против фалсификовања и лечењу недостатака вида боја.
Линк за папир:хттпс://дои.орг/10.1016/ј.целл.2025.04.019
(Написао КСУ Иехонг, СХЕН Ксинии, уредио ЗХАО Зхекиан)
Време објаве: 07. јун 2025.