Tim ta’ riċerka mmexxi mill-Prof. XUE Tian u l-Prof. MA Yuqian mill-Università tax-Xjenza u t-Teknoloġija taċ-Ċina (USTC), f’kollaborazzjoni ma’ diversi gruppi ta’ riċerka, irnexxielu jwettaq viżjoni tal-kulur spatiotemporali fil-qrib tal-infra-aħmar (NIR) tal-bniedem permezz ta’ lentijiet tal-kuntatt ta’ konverżjoni ’l fuq (UCLs). L-istudju ġie ppubblikat online f’Cell fit-22 ta’ Mejju 2025 (EST), u deher fi stqarrija għall-istampa minnStampa taċ-Ċelluli.
Fin-natura, il-mewġ elettromanjetiku jkopri firxa wiesgħa ta' tulijiet ta' mewġ, iżda l-għajn tal-bniedem tista' tipperċepixxi biss porzjon dejqa magħruf bħala dawl viżibbli, u b'hekk id-dawl NIR lil hinn mit-tarf aħmar tal-ispettru jkun inviżibbli għalina.
Fig1. Mewġ elettromanjetiku u spettru tad-dawl viżibbli (Immaġni mit-tim tal-Prof. XUE)
Fl-2019, tim immexxi mill-Prof. XUE Tian, MA Yuqian, u HAN Gang kiseb avvanz kbir billi injetta nanomaterjali ta' konverżjoni 'l fuq fir-retini tal-annimali, u b'hekk ippermetta l-ewwel kapaċità ta' viżjoni ta' immaġni NIR b'għajn mikxufa fil-mammiferi. Madankollu, minħabba l-applikabbiltà limitata tal-injezzjoni intravitreali fil-bnedmin, l-isfida ewlenija għal din it-teknoloġija tinsab f'li tippermetti l-perċezzjoni umana tad-dawl NIR permezz ta' mezzi mhux invażivi.
Lentijiet tal-kuntatt rotob u trasparenti magħmula minn kompożiti tal-polimeri jipprovdu soluzzjoni li tista' tintlibes, iżda l-iżvilupp tal-UCLs jiffaċċja żewġ sfidi ewlenin: il-kisba ta' kapaċità effiċjenti ta' konverżjoni 'l fuq, li teħtieġ doping għoli ta' nanopartiċelli ta' konverżjoni 'l fuq (UCNPs), u ż-żamma ta' trasparenza għolja. Madankollu, l-inkorporazzjoni ta' nanopartiċelli fil-polimeri tbiddel il-proprjetajiet ottiċi tagħhom, u tagħmilha diffiċli li jiġi bbilanċjat konċentrazzjoni għolja maċ-ċarezza ottika.
Permezz tal-modifika tal-wiċċ tal-UCNPs u l-iskrinjar ta' materjali polimeriċi mqabbla mal-indiċi refrattiv, ir-riċerkaturi żviluppaw UCLs li kisbu integrazzjoni ta' UCNP ta' 7–9% filwaqt li żammew aktar minn 90% trasparenza fl-ispettru viżibbli. Barra minn hekk, l-UCLs urew prestazzjoni ottika sodisfaċenti, idrofiliċità, u bijokompatibilità, b'riżultati sperimentali li juru li kemm il-mudelli murini kif ukoll dawk li jilbsuhom il-bnedmin mhux biss setgħu jiskopru d-dawl NIR iżda wkoll jiddifferenzjaw il-frekwenzi temporali tiegħu.
B'mod aktar impressjonanti, it-tim tar-riċerka ddisinja sistema ta' nuċċalijiet li jintlibsu integrata ma' UCLs u immaġini ottika ottimizzata biex jegħleb il-limitazzjoni li l-UCLs konvenzjonali jipprovdu biss lill-utenti perċezzjoni mhux raffinata ta' immaġini NIR. Dan l-avvanz jippermetti lill-utenti jipperċepixxu immaġini NIR b'riżoluzzjoni spazjali komparabbli mal-viżjoni bid-dawl viżibbli, li jippermetti rikonoxximent aktar preċiż ta' mudelli NIR kumplessi.
Biex ilaħħqu aktar mal-preżenza mifruxa tad-dawl NIR multispettrali f'ambjenti naturali, ir-riċerkaturi ssostitwew l-UCNPs tradizzjonali b'UCNPs trikromatiċi biex jiżviluppaw lentijiet tal-kuntatt trikromatiċi ta' konverżjoni 'l fuq (tUCLs), li ppermettew lill-utenti jiddistingwu tliet wavelengths NIR distinti u jipperċepixxu spettru usa' tal-kulur NIR. Billi integraw informazzjoni dwar il-kulur, temporali u spazjali, it-tUCLs ippermettew rikonoxximent preċiż ta' dejta kodifikata bin-NIR multidimensjonali, u offrew selettività spettrali u kapaċitajiet kontra l-interferenza mtejba.
Fig2. Id-dehra tal-kulur ta' diversi mudelli (mirja riflettivi simulati bi spettri ta' riflessjoni differenti) taħt illuminazzjoni viżibbli u NIR, kif jidher permezz tas-sistema ta' nuċċalijiet li jintlibsu integrata mat-tUCLs. (Immaġni mit-tim tal-Prof. XUE)
Fig3. L-UCLs jippermettu l-perċezzjoni umana tad-dawl NIR f'dimensjonijiet temporali, spazjali u kromatiċi. (Immaġni mit-tim tal-Prof. XUE)
Dan l-istudju, li wera soluzzjoni li tintlibes għall-viżjoni NIR fil-bnedmin permezz tal-UCLs, ipprovda prova tal-kunċett għall-viżjoni tal-kulur NIR u fetaħ applikazzjonijiet promettenti fis-sigurtà, il-ġlieda kontra l-falsifikazzjoni, u t-trattament ta' defiċjenzi fil-viżjoni tal-kulur.
Link tal-karta:https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.04.019
(Miktub minn XU Yehong, SHEN Xinyi, Editjat minn ZHAO Zheqian)
Ħin tal-posta: 07 ta' Ġunju 2025