Xitoy Fan va Texnologiya Universitetidan (USTC) professor XUE Tian va professor MA Yuqian boshchiligidagi tadqiqot guruhi bir nechta tadqiqot guruhlari bilan hamkorlikda yuqori konversion kontakt linzalari (UCL) orqali insonning yaqin infraqizil (NIR) fazoviy-vaqt ranglarini ko'rish qobiliyatini muvaffaqiyatli ta'minladi. Tadqiqot 2025-yil 22-mayda (EST) Cell-da onlayn nashr etilgan va u tomonidan News relizida keltirilgan.Hujayra bosing.
Tabiatda elektromagnit to'lqinlar keng to'lqin uzunliklarini qamrab oladi, ammo inson ko'zi faqat ko'rinadigan yorug'lik deb nomlanuvchi tor qismni idrok eta oladi, bu esa spektrning qizil uchidan tashqari NIR nurini bizga ko'rinmas qiladi.
1-rasm. Elektromagnit to'lqinlar va ko'rinadigan yorug'lik spektri (Prof. XUE jamoasidan olingan rasm)
2019-yilda professor XUE Tian, MA Yuqyan va HAN Gang boshchiligidagi jamoa hayvonlarning to‘r pardasiga yuqori konversion nanomateriallarni kiritish orqali sutemizuvchilarda birinchi marta yalang‘och ko‘z bilan NIR tasvirini ko‘rish imkoniyatini yaratib, muvaffaqiyatga erishdi. Biroq, intravitreal in'ektsiyaning odamlarda qo'llanilishi cheklanganligi sababli, ushbu texnologiyaning asosiy muammosi insonning NIR nurini invaziv bo'lmagan vositalar orqali idrok etishini ta'minlashdir.
Polimer kompozitlardan tayyorlangan yumshoq shaffof kontakt linzalari kiyinadigan yechimni ta'minlaydi, ammo UCLlarni ishlab chiqish ikkita asosiy muammoga duch keladi: yuqori konversiyali nanozarrachalar (UCNPs) dopingini talab qiladigan samarali konversiya qobiliyatiga erishish va yuqori shaffoflikni saqlash. Biroq, nanozarrachalarni polimerlarga kiritish ularning optik xususiyatlarini o'zgartiradi, bu esa yuqori konsentratsiyani optik tiniqlik bilan muvozanatlashni qiyinlashtiradi.
UCNPlarning sirtini modifikatsiyalash va sinishi indeksiga mos keladigan polimer materiallarni skrining qilish orqali tadqiqotchilar ko'rinadigan spektrda 90% dan ortiq shaffoflikni saqlab, 7-9% UCNP integratsiyasiga erishgan UCLlarni ishlab chiqdilar. Bundan tashqari, UCLlar qoniqarli optik ishlash, gidrofillik va biomoslashuvni namoyish etdilar, eksperimental natijalar shuni ko'rsatdiki, ham sichqon modellari, ham odamlar kiyganlar nafaqat NIR nurini aniqlay olishgan, balki uning vaqtinchalik chastotalarini ham farqlay olishgan.
Eng ta'sirlisi shundaki, tadqiqot guruhi an'anaviy UCLlar foydalanuvchilarga faqat NIR tasvirlarini qo'pol idrok etishni ta'minlaydigan cheklovni engib o'tish uchun UCL va optimallashtirilgan optik tasvirlar bilan integratsiyalangan taqiladigan ko'zoynak tizimini ishlab chiqdi. Ushbu taraqqiyot foydalanuvchilarga ko'rinadigan yorug'lik ko'rish bilan taqqoslanadigan fazoviy o'lchamlari bilan NIR tasvirlarini idrok etish imkonini beradi va bu murakkab NIR naqshlarini aniqroq aniqlash imkonini beradi.
Tabiiy muhitda ko'p spektrli NIR yorug'ligining keng tarqalishi bilan kurashish uchun tadqiqotchilar uch rangli konversion kontakt linzalarini (tUCLs) ishlab chiqish uchun an'anaviy UCNPlarni trikromatik UCNPlar bilan almashtirdilar, bu foydalanuvchilarga uchta turli NIR to'lqin uzunligini ajratish va kengroq NIR rang spektrini idrok etish imkonini berdi. Rang, vaqtinchalik va fazoviy ma'lumotlarni birlashtirgan holda, tUCLlar ko'p o'lchovli NIR-kodlangan ma'lumotlarni aniq tanib olish imkonini berdi, yaxshilangan spektral selektivlik va parazitlarga qarshi qobiliyatlarni taklif qildi.
2-rasm. Ko'rinadigan va NIR yoritilishi ostida turli naqshlarning (turli aks ettirish spektrlari bilan taqlid qilingan aks ettiruvchi nometalllarning) rang ko'rinishi, tUCLs bilan integratsiyalangan taqiladigan ko'zoynak tizimi orqali ko'rib chiqiladi. (Prof. XUE jamoasidan olingan surat)
3-rasm. UCLlar insonning NIR nurini vaqtinchalik, fazoviy va xromatik o'lchamlarda idrok etishiga imkon beradi. (Prof. XUE jamoasidan olingan surat)
UCLlar orqali odamlarda NIR ko'rish uchun taqiladigan yechimni namoyish etgan ushbu tadqiqot NIR ranglarini ko'rish kontseptsiyasining isbotini taqdim etdi va xavfsizlik, qalbakilashtirishga qarshi va ranglarni ko'rish kamchiliklarini davolashda istiqbolli ilovalarni ochdi.
Qog'oz havolasi:https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.04.019
(XU Yehong tomonidan yozilgan, SHEN Xinyi, ZHAO Zheqyan tomonidan tahrirlangan)
Xat vaqti: 2025 yil 07-iyun