佩戴者即使闭上眼睛也能看到多种颜色的红外光。
我们的眼睛可以欣赏到茂密森林的耀眼绿色、高山湖泊的湛蓝以及日落的红紫色。然而，还有一个隐藏在视野之外的世界。我们的眼睛只能感知到光谱中狭小的一片——波长在400到700纳米之间的光被称为“可见光”。波长刚好超过700纳米的红外光，我们无法看到。
中国科学技术大学的田雪及其团队写道，超过一半的光谱对人类来说是神秘的。虽然我们可以用夜视镜增强黑暗中的视力，但这种设备体积庞大、分辨率相对较低，而且颜色单一——很难带来自然的视觉体验。
本周，薛其坤和同事们介绍了一种能将近红外光转化为可见光的隐形眼镜。它们的尺寸和形状与普通隐形眼镜相似，无需外部电源。由于近红外光可以穿透我们的眼睑，佩戴者即使闭上眼睛，也能看到多种此前难以察觉的波长的文字。
佩戴隐形眼镜的小鼠和人类能够感知到闪烁的近红外光的存在和方向。佩戴隐形眼镜的人看到一系列在可见光下呈现黑白的字母，并能检测到与近红外波长相关的多种颜色。
薛其坤在一份新闻稿中表示：“我们的研究开辟了非侵入式可穿戴设备为人们提供监督视力的潜力。”
虽然超视觉很酷炫，但用于制造隐形眼镜的纳米粒子还有其他潜在用途。“闪烁的红外光可以用于在安防、救援、加密或防伪等场景中传输信息，”薛说。
眼见为实
我们依靠视觉来感知世界，但人类只能看到光谱的一小部分。较短的波长是紫外线，我们的眼睛和太阳镜会过滤掉它们以防止伤害。红外线波长刚好位于可见光谱的另一端，通常无害。然而，红外线太弱，无法激活我们眼睛中的感光细胞（或称光感受器），而这些细胞将光转换成大脑可以理解的电信号。
薛其坤一直致力于拓展我们眼睛的功能。2019年，他在与马萨诸塞大学医学院生物化学家韩刚的一次交谈中了解到一种不寻常的材料。这种材料中的微小粒子能够将低能红外光子转化为高能可见光。
为一个系统添加能量并非易事。薛其坤研究了一类被称为稀土金属的元素。你可能听说过它们。它们常见于强力磁铁、笔记本电脑、智能手机、相机镜头和电池中。这些元素有一种特殊的特性。大多数元素会吸收光子的能量，然后迅速释放，最终恢复到原来的能量状态。稀土金属可以吸收多个低能光子（例如红外波段的光子），积聚能量，然后释放出一个高能可见光光子。
两人利用两种稀土金属制成纳米粒子。其中一种吸收红外光，并将能量传递给另一种，后者将其转化为可见的绿光。然后，他们在纳米粒子中添加了一种“引导”蛋白，使其能够追踪眼睛中的感光细胞。理论上，该系统应该能够将红外光转换成大脑可以感知的绿色光。
这种方法奏效了。直接将纳米粒子注射到老鼠的眼睛里，似乎赋予了它们超视力。在多次测试中，它们在游泳池里找到了一个隐藏的平台，仅靠近红外光信号引导。而没有注射纳米粒子的老鼠则漫无目的地游来游去。
超级视觉听起来很吸引人——但“眼睛里插针”的想法就没那么吸引人了。这项发表在《细胞》杂志上的新研究，让这项技术以隐形眼镜的形式实现了可穿戴——而且进行了升级。
大开眼戒
将纳米颗粒嵌入隐形眼镜可能会改变其感光行为。该团队筛选了多种已用于隐形眼镜的材料，找到了一种无害且柔韧的“画布”，可用于嵌入纳米颗粒。重要的是，这种镜片材料不会干扰纳米颗粒的光转换。
成品隐形眼镜安全舒适。佩戴微型隐形眼镜14天的小鼠照常活动，没有出现眼部疲劳或损伤的迹象。隐形眼镜赋予小鼠超视距视力。在一项测试中，研究团队在小鼠面前闪烁近红外光。视觉皮层的电信号表明它们的大脑正在接收信号。
大多数啮齿动物更喜欢黑暗的角落，而不是明亮的房间。在一项测试中，研究小组用近红外光“照亮”了一个房间。戴隐形眼镜的老鼠会迅速躲向黑暗的角落。而没有戴隐形眼镜的老鼠似乎并不在意。令人难以置信的是，即使老鼠闭上眼睛，实验仍然有效。
研究小组写道，这可能是因为“近红外光可以轻易穿透眼睑”。
但老鼠无法告诉我们它们的感受。人类可以。佩戴隐形眼镜的人类参与者在注视恒定或闪烁的LED光源时，除了可见光外，还能感知到近红外光。然而，闭上眼睛时，他们接收到的近红外信号几乎是普通人的四倍。
大多数人可以看到水平线和垂直线、类似字母“S”和“O”的形状、三角形和正方形，所有这些都被近红外光照亮。
“这非常清楚：不戴隐形眼镜，受试者什么也看不见，但戴上隐形眼镜后，他们就能清楚地看到红外光的闪烁，”薛说。
夜视镜只能感知绿色的红外信号。接下来，该团队利用光转换纳米粒子来捕捉红外区域内的多种光波长。与可见光一样，近红外光也拥有独特的彩虹色。通过添加其他元素来微调纳米粒子的物理特性，它们可以专注于特定波长——这些波长通常人眼无法感知。例如，它们将一些红外光波长转换为蓝色，将其他波长转换为绿色，并将更多波长转换为红色。
添加这些纳米粒子后，参与者在佩戴隐形眼镜时可以看到一系列明亮可见的近红外颜色。
这项技术还可以帮助色盲人士。颜色编码纳米粒子可以将色盲人士无法看到的可见光波长转换成他们能够看到的波长。薛其坤说：“通过将红色可见光转换成类似绿色可见光的波长，这项技术可以让色盲人士看到不可见的光。”
这项技术并非按需超视觉技术。它仅适用于LED光源投射的红外光，而非环境光。但该团队计划提高系统的灵敏度——比如在摄像头中内置一个性能更强大的传感器，以检测更弱的光照。
研究团队写道：“尽管这项工作有其局限性，但它为人类可以直接感知的、信息丰富、色彩缤纷的近红外世界打开了大门。”
这篇文章“这些隐形眼镜赋予人们超人的视力”最先出现在SingularityHub上。
原文： https://singularityhub.com/2025/05/22/these-new-contact-lenses-give-people-superhuman-sight/