近日，中国科学技术大学及其合作者在视觉科技领域取得了重大突破，成功制备出高透明、高转化效率的上转换隐形眼镜，这一创新技术使得人类能够感知近红外光的时间、空间和色彩多维度信息。这项技术不仅拓展了人类的视觉极限，也为医疗、信息处理及视觉辅助技术领域带来了广泛的应用前景。
在先前的研究中，研究团队通过将上转换纳米颗粒注射到动物视网膜中，实现了哺乳动物裸眼近红外图像视觉能力。然而，眼内注射在人体应用中存在限制，因此，研究团队面临着如何通过非侵入性方式实现近红外视觉的挑战。为此，他们采用高分子聚合材料制备软性透明隐形眼镜，解决了高效上转换能力和良好光学性能的问题。通过对上转换纳米颗粒进行表面修饰，提高了其在高分子聚合材料中的均匀分散性，并筛选出与上转换纳米颗粒折射率匹配的高分子聚合材料，最终制备出了高掺杂比例（7%-9%）并且高度透明的近红外光上转换隐形眼镜。
实验结果表明，佩戴这种隐形眼镜的小鼠能够分辨不同时间频率和不同方位的近红外光信息。更为重要的是，佩戴该隐形眼镜的人类志愿者可以准确识别通过近红外光传递的更多信息。此外，研究团队还开发了一种内置近红外光上转换隐形眼镜的可穿戴式框架眼镜系统，使人类志愿者能够获得与可见光视觉一样空间分辨率的近红外图像视觉，精确识别复杂近红外图形。
为了进一步丰富视觉感知的色彩维度，研究团队用三色正交上转换纳米颗粒取代传统的上转换纳米颗粒，制备出了三色上转换隐形眼镜，可以将三种不同光谱的近红外光转换成红、绿、蓝三基色的可见光。实验证明，通过佩戴三色上转换隐形眼镜，人类志愿者可以有效地识别三种波长的近红外光，感知多种近红外色彩，有效地实现人类近红外色彩图像视觉。
尽管这项技术取得了显著进展，但仍有进一步提升的空间，需要视觉生理学、材料科学和光学等跨学科合作。这项研究通过视觉生理与纳米材料技术相结合，实现了无源、可穿戴的人类近红外图像视觉能力拓展，为未来在多个领域的应用提供了坚实的基础。
