चीनको विज्ञान तथा प्रविधि विश्वविद्यालय (USTC) का प्रो. XUE Tian र प्रो. MA Yuqian को नेतृत्वमा रहेको अनुसन्धान टोलीले धेरै अनुसन्धान समूहहरूसँगको सहकार्यमा, अपकन्भर्सन कन्ट्याक्ट लेन्स (UCLs) मार्फत मानव नजिक-इन्फ्रारेड (NIR) स्प्याटियोटेम्पोरल रङ दृष्टि सफलतापूर्वक सक्षम पारेको छ। यो अध्ययन मे २२, २०२५ (EST) मा सेलमा अनलाइन प्रकाशित भएको थियो, र द्वारा एक समाचार विज्ञप्तिमा चित्रित गरिएको थियो।सेल प्रेस.
प्रकृतिमा, विद्युत चुम्बकीय तरंगहरू तरंगदैर्ध्यको विस्तृत दायरा फैलाउँछन्, तर मानव आँखाले दृश्य प्रकाश भनेर चिनिने साँघुरो भाग मात्र देख्न सक्छ, जसले गर्दा स्पेक्ट्रमको रातो छेउभन्दा बाहिरको NIR प्रकाश हामीलाई अदृश्य बनाउँछ।
चित्र १. विद्युत चुम्बकीय तरंगहरू र दृश्य प्रकाश स्पेक्ट्रम (प्रा. XUE को टोलीबाट छवि)
२०१९ मा, प्रो. XUE Tian, MA Yuqian, र HAN Gang को नेतृत्वमा रहेको टोलीले जनावरहरूको रेटिनामा अपकन्भर्सन न्यानोमटेरियलहरू इन्जेक्ट गरेर एक सफलता हासिल गर्यो, जसले स्तनधारी जनावरहरूमा पहिलो पटक नाङ्गो आँखाले NIR छवि दृष्टि क्षमतालाई सक्षम बनायो। यद्यपि, मानवमा इन्ट्राभिट्रियल इंजेक्शनको सीमित प्रयोज्यताको कारण, यस प्रविधिको लागि प्रमुख चुनौती गैर-आक्रामक माध्यमहरू मार्फत NIR प्रकाशको मानव धारणालाई सक्षम पार्नु हो।
पोलिमर कम्पोजिटबाट बनेका नरम पारदर्शी कन्ट्याक्ट लेन्सहरूले पहिरनयोग्य समाधान प्रदान गर्दछ, तर UCL हरूको विकासले दुई मुख्य चुनौतीहरूको सामना गर्दछ: कुशल अपरूपान्तरण क्षमता प्राप्त गर्ने, जसको लागि उच्च अपरूपान्तरण न्यानोपार्टिकल्स (UCNPs) डोपिङ आवश्यक पर्दछ, र उच्च पारदर्शिता कायम राख्ने। यद्यपि, पोलिमरहरूमा न्यानोपार्टिकल्स समावेश गर्नाले तिनीहरूको अप्टिकल गुणहरू परिवर्तन हुन्छ, जसले गर्दा अप्टिकल स्पष्टतासँग उच्च एकाग्रता सन्तुलन गर्न गाह्रो हुन्छ।
UCNP हरूको सतह परिमार्जन र अपवर्तक-सूचकांक-मिल्ने पोलिमरिक सामग्रीहरूको स्क्रिनिङ मार्फत, अनुसन्धानकर्ताहरूले दृश्य स्पेक्ट्रममा ९०% भन्दा बढी पारदर्शिता कायम राख्दै ७-९% UCNP एकीकरण प्राप्त गर्ने UCL हरू विकास गरे। यसबाहेक, UCL हरूले सन्तोषजनक अप्टिकल प्रदर्शन, हाइड्रोफिलिसिटी, र बायोकम्प्याटिबिलिटी प्रदर्शन गरे, प्रयोगात्मक परिणामहरूले देखाउँछन् कि मुरिन मोडेलहरू र मानव पहिरनकर्ताहरू दुवैले NIR प्रकाश मात्र पत्ता लगाउन सक्दैनन् तर यसको टेम्पोरल फ्रिक्वेन्सीहरू पनि फरक पार्न सक्छन्।
अझ प्रभावशाली रूपमा, अनुसन्धान टोलीले परम्परागत UCL हरूले प्रयोगकर्ताहरूलाई NIR छविहरूको मोटो धारणा मात्र प्रदान गर्ने सीमिततालाई पार गर्न UCL हरूसँग एकीकृत पहिरन योग्य चश्मा प्रणाली र अनुकूलित अप्टिकल इमेजिङ डिजाइन गर्यो। यो प्रगतिले प्रयोगकर्ताहरूलाई दृश्य प्रकाश दृष्टिसँग तुलना गर्न सकिने स्थानिय रिजोलुसनका साथ NIR छविहरू बुझ्न सक्षम बनाउँछ, जसले जटिल NIR ढाँचाहरूको अझ सटीक पहिचानको लागि अनुमति दिन्छ।
प्राकृतिक वातावरणमा बहुस्पेक्ट्रल NIR प्रकाशको व्यापक उपस्थितिलाई थप सामना गर्न, अनुसन्धानकर्ताहरूले परम्परागत UCNP हरूलाई ट्राइक्रोमेटिक UCNP हरूले प्रतिस्थापन गरेर ट्राइक्रोमेटिक अपकन्भर्सन कन्ट्याक्ट लेन्स (tUCLs) विकास गरे, जसले प्रयोगकर्ताहरूलाई तीन फरक NIR तरंगदैर्ध्य छुट्याउन र फराकिलो NIR रङ स्पेक्ट्रम बुझ्न सक्षम बनायो। रङ, टेम्पोरल, र स्पेसियल जानकारीलाई एकीकृत गरेर, tUCL हरूले बहु-आयामी NIR-इन्कोडेड डेटाको सटीक पहिचानको लागि अनुमति दियो, सुधारिएको स्पेक्ट्रल चयनशीलता र हस्तक्षेप विरोधी क्षमताहरू प्रदान गर्दै।
चित्र २. tUCL हरूसँग एकीकृत पहिरनयोग्य चश्मा प्रणाली मार्फत हेरिएको दृश्यमान र NIR रोशनीमा विभिन्न ढाँचाहरू (भिन्न परावर्तन स्पेक्ट्रा सहितको नक्कली परावर्तक ऐना) को रंग उपस्थिति। (प्राध्यापक XUE को टोलीबाट छवि)
चित्र ३. UCL ले अस्थायी, स्थानिय र रंगीन आयामहरूमा NIR प्रकाशको मानव धारणालाई सक्षम बनाउँछ। (प्राध्यापक XUE को टोलीबाट छवि)
UCL मार्फत मानिसहरूमा NIR दृष्टिको लागि पहिरनयोग्य समाधान प्रदर्शन गर्ने यो अध्ययनले NIR रङ दृष्टिको लागि अवधारणाको प्रमाण प्रदान गर्यो र सुरक्षा, नक्कल विरोधी, र रङ दृष्टिको कमीहरूको उपचारमा आशाजनक अनुप्रयोगहरू खोल्यो।
कागजको लिङ्क:https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.04.019
(XU Yehong द्वारा लिखित, SHEN Xinyi, ZHAO Zheqian द्वारा सम्पादन)
पोस्ट समय: जुन-०७-२०२५