Tim riset sing dipimpin dening Prof XUE Tian lan Prof MA Yuqian saka Universitas Sains lan Teknologi China (USTC), kanthi kolaborasi karo macem-macem kelompok riset, wis kasil ngaktifake visi warna spatiotemporal manungsa cedhak-infra merah (NIR) liwat lensa kontak upconversion (UCL). Panaliten kasebut diterbitake online ing Sel tanggal 22 Mei 2025 (EST), lan ditampilake ing rilis Warta deningSel Press.
Ing alam, gelombang elektromagnetik jengkal sawetara dawa gelombang, nanging mripat manungsa mung bisa ndeleng bagean sempit dikenal minangka cahya katon, nggawe cahya NIR ngluwihi mburi abang saka spektrum ora katon kanggo kita.
Gambar 1. Gelombang elektromagnetik lan spektrum cahya sing katon (Gambar saka tim Prof. XUE)
Ing 2019, tim sing dipimpin dening Prof. XUE Tian, MA Yuqian, lan HAN Gang entuk terobosan kanthi nyuntikake nanomaterial konversi munggah menyang retina kewan, ngidini kemampuan sesanti gambar NIR mata telanjang pisanan ing mamalia. Nanging, amarga aplikasi injeksi intravitreal sing winates ing manungsa, tantangan utama kanggo teknologi iki yaiku ngidini pemahaman manungsa babagan cahya NIR liwat cara non-invasif.
Lensa kontak transparan alus sing digawe saka komposit polimer nyedhiyakake solusi sing bisa dipakai, nanging ngembangake UCL ngadhepi rong tantangan utama: entuk kemampuan konversi konversi sing efisien, sing mbutuhake doping nanopartikel upconversion dhuwur (UCNPs), lan njaga transparansi sing dhuwur. Nanging, nggabungake nanopartikel menyang polimer ngowahi sifat optike, dadi angel kanggo ngimbangi konsentrasi dhuwur kanthi kejelasan optik.
Liwat modifikasi permukaan UCNPs lan screening bahan polimer sing cocog karo indeks bias, peneliti ngembangake UCL sing entuk integrasi UCNP 7-9% nalika njaga transparansi 90% ing spektrum sing katon. Salajengipun, UCL nduduhake kinerja optik, hidrofilik, lan biokompatibilitas sing marem, kanthi asil eksperimen nuduhake manawa model murine lan wong sing nganggo manungsa ora mung bisa ndeteksi cahya NIR nanging uga mbedakake frekuensi temporal.
Sing luwih nggumunake, tim riset ngrancang sistem kaca mata sing bisa dipakai sing terintegrasi karo UCL lan pencitraan optik sing dioptimalake kanggo ngatasi watesan sing UCL konvensional mung nyedhiyakake pangguna kanthi persepsi kasar babagan gambar NIR. Kemajuan iki ngidini pangguna ndeleng gambar NIR kanthi resolusi spasial sing bisa dibandhingake karo visi cahya sing katon, ngidini pangenalan pola NIR sing luwih akurat.
Kanggo luwih akeh ngatasi cahya NIR multispektral sing nyebar ing lingkungan alam, peneliti ngganti UCNPs tradisional karo UCNPs trichromatic kanggo ngembangake lensa kontak upconversion trichromatic (tUCLs), sing ngidini pangguna mbedakake telung dawa gelombang NIR sing beda lan ngerteni spektrum warna NIR sing luwih amba. Kanthi nggabungake informasi warna, temporal, lan spasial, tUCLs ngidini pangenalan sing tepat saka data sing dienkode NIR multi-dimensi, nyedhiyakake selektivitas spektral lan kemampuan anti-interferensi sing luwih apik.
Gambar 2. Penampilan warna saka macem-macem pola (cermin reflektif simulasi kanthi spektrum refleksi sing beda) ing cahya sing katon lan NIR, kaya sing dideleng liwat sistem kaca mata sing bisa dipakai sing terintegrasi karo tUCL. (Gambar saka tim Prof. XUE)
Gambar 3. UCLs mbisakake persepsi manungsa babagan cahya NIR ing dimensi temporal, spasial, lan kromatik. (Gambar saka tim Prof. XUE)
Panaliten iki, sing nduduhake solusi sing bisa dipakai kanggo visi NIR ing manungsa liwat UCL, nyedhiyakake bukti konsep kanggo visi warna NIR lan mbukak aplikasi sing njanjeni babagan keamanan, anti-pemalsuan, lan perawatan kekurangan visi warna.
Link kertas:https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.04.019
(Ditulis dening XU Yehong, SHEN Xinyi, Diedit dening ZHAO Zheqian)
Wektu kirim: Jun-07-2025