Çin Elm və Texnologiya Universitetindən (USTC) Prof. XUE Tian və Prof. MA Yuqian tərəfindən başçılıq etdiyi tədqiqat qrupu, bir çox tədqiqat qrupları ilə əməkdaşlıq edərək, yuxarıya çevrilən kontakt linzalar (UCL) vasitəsilə insanın yaxın infraqırmızı (NIR) məkan-zaman rəng görmə qabiliyyətini uğurla təmin etdi. Tədqiqat 22 may 2025-ci ildə (EST) Cell-də onlayn nəşr olundu və Xəbər buraxılışında nümayiş olundu.Cell Press.
Təbiətdə elektromaqnit dalğaları geniş dalğa uzunluqlarını əhatə edir, lakin insan gözü yalnız görünən işıq kimi tanınan dar bir hissəni qavrayaraq spektrin qırmızı ucundan kənarda NIR işığını bizim üçün görünməz edir.
Şəkil 1. Elektromaqnit dalğaları və görünən işıq spektri (Prof. XUE komandasından şəkil)
2019-cu ildə Professor XUE Tian, MA Yuqian və HAN Gang-ın rəhbərlik etdiyi komanda heyvanların tor qişasına yuxarı çevrilmə nanomateriallarını yeritməklə, məməlilərdə ilk dəfə çılpaq gözlə NIR görüntü görmə qabiliyyətini təmin etməklə bir irəliləyiş əldə etdi. Bununla belə, insanlarda intravitreal inyeksiyanın məhdud tətbiqi ilə əlaqədar olaraq, bu texnologiyanın əsas problemi qeyri-invaziv vasitələrlə NIR işığının insan tərəfindən qavranılmasını təmin etməkdir.
Polimer kompozitlərdən hazırlanmış yumşaq şəffaf kontakt linzalar geyilə bilən həll yolu təqdim edir, lakin UCL-lərin inkişafı iki əsas problemlə üzləşir: yüksək konversiya nanohissəciklərinin (UCNPs) dopinqini tələb edən səmərəli yuxarı çevrilmə qabiliyyətinə nail olmaq və yüksək şəffaflığı qorumaq. Bununla belə, nanohissəciklərin polimerlərə daxil edilməsi onların optik xassələrini dəyişdirərək, yüksək konsentrasiya ilə optik aydınlıq arasında tarazlığı çətinləşdirir.
UCNP-lərin səthinin modifikasiyası və sınma indeksinə uyğun polimer materialların skrininqi vasitəsilə tədqiqatçılar görünən spektrdə 90%-dən çox şəffaflığı qoruyarkən 7-9% UCNP inteqrasiyasına nail olan UCL-lər hazırladılar. Bundan əlavə, UCL-lər qənaətbəxş optik performans, hidrofillik və biouyğunluq nümayiş etdirdi, eksperimental nəticələr göstərdi ki, həm siçan modelləri, həm də insan istifadəçiləri yalnız NIR işığını aşkar etməklə yanaşı, həm də onun müvəqqəti tezliklərini fərqləndirə bildilər.
Daha təsir edicisi odur ki, tədqiqat qrupu adi UCL-lərin istifadəçilərə yalnız NIR təsvirlərinin qaba qavrayışını təmin etməsi məhdudiyyətini aradan qaldırmaq üçün UCL-lər və optimallaşdırılmış optik görüntüləmə ilə inteqrasiya olunmuş taxıla bilən eynək sistemi dizayn edib. Bu irəliləyiş istifadəçilərə mürəkkəb NIR nümunələrinin daha dəqiq tanınmasına imkan verən görünən işıq görmə ilə müqayisə edilə bilən məkan ayırdetmə ilə NIR təsvirlərini qavramağa imkan verir.
Təbii mühitlərdə multispektral NIR işığının geniş yayılmasının öhdəsindən gəlmək üçün tədqiqatçılar istifadəçilərə üç fərqli NIR dalğa uzunluğunu ayırd etməyə və daha geniş NIR rəng spektrini qavramağa imkan verən trixromatik yuxarıya çevrilmə kontakt linzaları (tUCLs) hazırlamaq üçün ənənəvi UCNP-ləri trikromatik UCNP-lərlə əvəz etdilər. Rəng, zaman və məkan məlumatlarını birləşdirərək, tUCL-lər çoxölçülü NIR kodlu məlumatların dəqiq tanınmasına imkan verir, təkmilləşdirilmiş spektral seçicilik və anti-müdaxilə imkanları təklif edir.
Şəkil 2. Görünən və NIR işıqlandırması altında müxtəlif naxışların (müxtəlif əks etdirmə spektrləri ilə simulyasiya edilmiş əks etdirici güzgülər) rəng görünüşü, tUCL-lərlə inteqrasiya olunmuş taxıla bilən eynək sistemi vasitəsilə baxılır. (Prof. XUE komandasından şəkil)
Şəkil 3. UCL-lər insanın NIR işığını müvəqqəti, məkan və xromatik ölçülərdə qavramasına imkan verir. (Prof. XUE komandasından şəkil)
UCL-lər vasitəsilə insanlarda NIR görmə üçün geyilə bilən həlli nümayiş etdirən bu araşdırma, NIR rəng görmə konsepsiyasının sübutunu təmin etdi və təhlükəsizlik, saxtakarlıqla mübarizə və rəng görmə çatışmazlıqlarının müalicəsində perspektivli tətbiqlər açdı.
Kağız linki:https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.04.019
(XU Yehong, SHEN Xinyi tərəfindən yazılmış, ZHAO Zheqian tərəfindən redaktə edilmişdir)
Göndərmə vaxtı: 07 iyun 2025-ci il