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纳米粒子使老鼠看到红外光 新技术有望在军事和安全等领域“大显身手”

科普小知识2022-04-15 15:13:32
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北京,3月1日,科技日报(记者刘霞)——2月28日,中美科学家在细胞杂志上写道,他们已经开发出纳米粒子。将纳米颗粒一次性注射到老鼠的眼睛里,可以让老鼠在10周内白天看到红外光,而且副作用很小。研究人员表示,这一发现有望推动人类红外视觉技术的进步,并将其应用于民用加密、安全和军事行动等领域。

人类和其他哺乳动物只能看到可见光(波长约为400-700纳米),但我们周围有波长更长的红外光。人、动物和物体在热的时候会发出红外光,物体也会反射红外光。中国科技大学的薛天是这项最新研究的作者,他说:“人类视觉感知的可见光只占电磁波谱的一小部分。”

另一位作者,马萨诸塞大学医学院的韩刚解释道:“当光进入眼睛并击中视网膜时,视杆和视锥细胞(感光细胞)吸收可见光中的光子,并向大脑发送相应的电信号。因为红外光太长,不能被感光细胞吸收,所以我们无法检测到它们。”

在最新的研究中,纳米粒子由薛天和韩刚等人生产。可以紧紧地固定在老鼠的感光细胞上,充当微型红外传感器。当红外光照射在视网膜上时,纳米粒子捕获较长的红外波长,并在可见光范围内发射较短波长的光。就像可见光照射在视网膜上一样,视杆和视锥吸收这些光,并向大脑发送正常信号。

研究表明,这些纳米粒子可以吸收波长约为980纳米的红外光,并将其转化为峰值为535纳米的光。此外,一系列的迷宫任务表明,在阳光下,老鼠可以看到红外光和可见光。

只有少数老鼠有副作用,如角膜混浊,但在一周内消失。研究人员称这可能仅仅是由注射过程引起的。此外,视网膜下注射不会损害小鼠的视网膜结构。

研究人员表示,这项技术有望在人眼中发挥作用,不仅可以使人产生超视觉,还可以用于治疗人类的红色视觉缺陷。此外,这些生物纳米粒子还可以在民用加密、安全和军事行动等领域“展示其威力”。

他们计划微调纳米粒子的发射光谱,以更好地适应人眼。他们相信,在未来,新的有机纳米粒子应该能够产生更亮的红外视觉,并进一步改进技术。