本报讯 近日，中国科协生命科学学会联合体正式公布了2025年度“中国生命科学十大进展”评选结果。中国科学技术大学薛天、马玉乾团队与中国科学技术大学龚兴龙团队和复旦大学张凡团队合作，创新性地将可转换红外光至可见光的纳米材料与隐形眼镜聚合物结合，完成的“隐形眼镜实现人类近红外时空色彩视觉”项目入选。
这一技术突破了人眼可见光谱的固有限制，使人类能够通过可穿戴隐形眼镜感知近红外光的时间、空间和色彩信息。
人眼视觉受限于视网膜感光蛋白的物理化学特性，只能感知可见光波段。传统方案依赖夜视仪或动物体内注射纳米材料来实现红外视觉，存在侵入性和操作受限问题。中国科大团队创新性地将可转换红外光至可见光的纳米材料与高分子隐形眼镜材料融合，制备出高透明度、高上转换效率的隐形眼镜（Upconversion Contact Lenses，UCLs）。
研究团队通过表面修饰上转换纳米颗粒（UCNPs）并匹配折射率的高分子材料，实现高掺杂比例（7-9%）的隐形眼镜，在大多数可见光波段透明度超过90%，显著优于国际现有材料。佩戴UCLs的小鼠和人类志愿者均能够感知近红外光的时间编码和空间方向信息，实现非侵入式、多维度近红外感知。
为提高空间分辨率，科研人员开发了可穿戴框架眼镜系统，将UCLs转换后的散射红外信息进行光学处理，使志愿者能够获得与可见光视觉相当的近红外空间图像识别能力。
除了时间和空间信息外，红外光的色彩维度也被纳入研究。科研团队通过三色正交UCNPs（trichromatic UCNPs）制备的三色上转换隐形眼镜（tUCLs），可将三种不同波长的近红外光转换为红、绿、蓝三基色可见光。佩戴tUCLs的志愿者可以有效区分多种红外波长，并感知多红外色彩组合信息，实现近红外色彩图像识别。
这一技术为医疗、信息处理及视觉辅助技术提供潜在应用途径，也可能为色盲等视觉障碍提供新的辅助治疗方案。科研团队指出，目前上转换效率仍依赖红外光源辅助照射，未来如能实现发射光定向输出，有望直接通过隐形眼镜获得精细近红外图形视觉，无需外部光学系统。
该研究成果于2025年5月22日在线发表于国际学术期刊Cell上，被Cell press进行News release专题报道。哈佛大学Michael H. Do在Cell Biomaterials杂志上撰文评价：“巧妙地绕过了自然界对人体视觉功能的限制”，Nature报道该成果“为理解我们周围的世界提供了新的可能性”。
据了解，本年度入选的“中国生命科学十大进展”涵盖基础生命科学、生物技术和临床医学等多个前沿领域。例如，“卡路里限制促进健康延寿的效应分子及其机制的发现”揭示了延寿相关分子及作用机制；“开创大脑新生神经元治疗中枢神经系统疾病的新途径”实现了卒中治疗从被动保护到主动再生的转变；“表观遗传变异驱动植物逆境适应”开创了抗逆育种新思路；“AI驱动蛋白质工程实现染色体精准操纵技术突破”首次实现动植物染色体级精准编辑；“生物多样性新边界探索”系统揭示了深渊动物演化与极端环境适应的遗传机制。入选项目均面向生命科学前沿，聚焦人民健康和行业热点难题。
合肥在线-合新闻记者 王书浒
