想象一下，戴上一副隐形眼镜，突然之间你就能看到红外线——无需任何笨重的设备，甚至不用电池。科学家研发出的突破性隐形眼镜，能将不可见的红外线转换成可见色彩，如今这一设想已成现实。

在测试中，佩戴这种透镜的小鼠会避开红外线光线，而人类则可以感知到闪烁的密码和光的方向。由于红外线具有卓越的穿透力，这种透镜甚至在闭眼时效果更好。

通过隐形眼镜实现红外视觉

科学家已研发出未来主义的隐形眼镜，这种眼镜能将红外光转换成可见光，从而让人和小鼠都能看见红外光。这些眼镜与笨重的夜视护目镜的工作原理截然不同。它们无需任何电源，能让使用者同时看到多种红外波长。由于它们是透明的，所以你能够同时看到普通光和红外光。令人惊奇的是，当使用者闭上眼睛时，红外视觉的效果反而更好。

有关该隐形眼镜的详细信息已于今日（5月22日）刊登在《细胞》杂志上。

无需电源的超级视觉

“我们的研究为非侵入性可穿戴设备赋予人们‘超视力’提供了可能，”中国科学技术大学的神经科学家田雪（音译）是本文的主要作者，他说，“这种材料可以立即应用于许多领域。例如，闪烁的红外光可用于在安全、救援、加密或防伪环境中传输信息。”

镜片使用了经过特殊设计的纳米粒子，这些粒子能够吸收不可见的红外线并将其转换成肉眼可见的光，通常是在 400 至 700 纳米的范围内。更具体地说，这项技术针对的是近红外光，其波长在 800 至 1600 纳米范围内，刚好超出了人类的视觉范围。

在早期研究中，该团队发现将微粒直接注射到小鼠眼中，小鼠可获得红外视觉。此次，他们采用了一种侵入性更小的手段——将微粒植入软性隐形眼镜中，实现了类似的结果。

小白鼠与人类测试

为了制造这种隐形眼镜，研究团队将纳米粒子与标准的软性隐形眼镜中所使用的柔软无毒聚合物结合在一起。在证明这种隐形眼镜无毒后，他们在人类和小鼠身上对其功能进行了测试。

他们发现，佩戴隐形眼镜的小鼠表现出一些行为，表明它们能看到红外波长。例如，当小鼠在暗箱和红外照明箱之间做出选择时，佩戴隐形眼镜的小鼠选择了暗箱，而未佩戴隐形眼镜的小鼠则没有表现出偏好。小鼠还表现出红外视觉的生理信号：在红外光的照射下，佩戴隐形眼镜的小鼠瞳孔收缩，大脑成像显示红外光使它们的视觉处理中心亮起。

人体试验证实其功能

在人类受试者身上，红外隐形眼镜使他们能够准确检测到类似摩尔斯电码的闪烁信号，并感知到入射红外光的方向。薛说：“这是非常明确的：不戴隐形眼镜时，受试者什么都看不见，但一旦戴上，他们就能清楚地看到红外光的闪烁。”

“我们还发现，当受试者闭上眼睛时，他们接收这种闪烁信息的能力更强，因为与可见光相比，近红外光更有效地穿透眼皮，因此可见光的干扰较小。”

红外光的颜色编码

对该隐形眼镜的另一项调整是通过将纳米颗粒设计成对不同红外波长进行颜色编码，从而使使用者能够区分红外光的不同光谱。例如，将980纳米波长的红外光转换为蓝光，将808纳米波长的红外光转换为绿光，将1532纳米波长的红外光转换为红光。除了能让佩戴者感知红外光谱中的更多细节外，这些颜色编码的纳米颗粒还可以通过改进来帮助色盲人士看到他们原本无法检测到的波长。

视觉之外的应用

薛说:“通过将红色的可见光转换成绿色的可见光，这项技术可以使色盲患者看到原本看不见的颜色。”

由于隐形眼镜捕捉细节的能力有限（因为其离视网膜过近，导致转换后的光粒子发生散射），研究团队还利用相同的纳米粒子技术开发了一套可穿戴眼镜系统，从而使受试者能够感知到更高分辨率的红外信息。

下一步开发计划

目前，这种隐形眼镜只能探测到来自发光二极管（LED）光源的红外辐射，但研究人员正在努力提升纳米粒子的敏感度，使其能够探测到更低强度的红外线。

薛说：“未来，我们希望与材料科学家和光学专家携手合作，制造出空间分辨率更高、灵敏度更强的隐形眼镜。”

参考文献：《Cell》期刊2025年5月22日刊发的马等人所著的“上转换隐形眼镜实现人类近红外时空色觉” 数字对象唯一标识符（DOI）：10.1016/j.cell.2025.04.019

本研究得到了科技创新2030重大项目的支持，同时也得到了中国国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院青年科学家基础研究计划、安徽省重大科技专项、安徽省自然科学基金、新基石科学基金会、冯氏生物医学研究基金会和人类前沿科学计划的资助。

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