文澤波

要想在夜晚的時(shí)候也能看得清楚物體有兩種方法，一是在夜晚制造人類可見光，另一種是改變?nèi)祟愌矍蚩梢姽庾V的范圍。目前人類多用第一種方法，因?yàn)楹唵稳菀?。那么對于后一種改變?nèi)祟愌矍蚩梢姽庾V范圍這事兒，科技上有什么研究呢？

10月中，《科技日報(bào)》報(bào)道：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)部薛天研究組與美國馬薩諸塞州州立大學(xué)醫(yī)學(xué)院韓綱研究組合作，結(jié)合視覺神經(jīng)生物醫(yī)學(xué)與創(chuàng)新納米技術(shù)，首次實(shí)現(xiàn)了動(dòng)物裸眼紅外光感知和紅外圖像視覺。也就是說，人類在探索夜視能力方面，取得了很大的進(jìn)步。

納米材料將近“紅外光”轉(zhuǎn)換成可見的“綠光”

自然界中電磁波波譜范圍很廣，以波長劃分由短至長包括γ射線、X射線、UV光、可見光、紅外線、微波、無線電波等。能被我們眼睛感受的可見光只占電磁波譜里很小的一部分，這是由視網(wǎng)膜感光細(xì)胞中的感光蛋白所固有的理化特性所決定的。

為了獲取超過可見光譜范圍的信息，人類發(fā)明了以光電轉(zhuǎn)換和光電倍增技術(shù)為基礎(chǔ)的紅外夜視儀。但它有諸多缺陷：笨重、強(qiáng)光過曝、同可見光環(huán)境不兼容等。為了解決這一問題并發(fā)展裸眼無源紅外視覺拓展技術(shù)，從事視覺研究多年的薛天注意到韓綱研究組的一種轉(zhuǎn)換納米材料，這種材料就能夠把近紅外光轉(zhuǎn)換成可見光線——綠光。

研究人員利用特殊的方法，將該納米材料可以與感光細(xì)胞膜表面特異糖基分子緊密連接，從而牢牢地貼附在感光細(xì)胞表面。這種視網(wǎng)膜感光細(xì)胞特異結(jié)合的上轉(zhuǎn)換納米顆粒，被命名為pbUCNPs。

小鼠試驗(yàn)獲得成功

為了證明pbUCNPs的作用，科研人員將含有納米顆粒的液體注射到小鼠眼睛中，并進(jìn)行了多種視覺神經(jīng)生理實(shí)驗(yàn)。最后證明了小鼠的光感受器細(xì)胞被近紅外光激活，產(chǎn)生的信號通過視神經(jīng)傳遞到小鼠大腦視覺皮質(zhì)，小鼠具有了感知紅外線的能力。薛天表示：“這項(xiàng)研究突破了傳統(tǒng)近紅外儀的局限，并發(fā)展出裸眼無源紅外視覺拓展技術(shù)，證明了人類擁有超級視覺能力的可能?！?h3>關(guān)于夜視技術(shù)

目前，夜視技術(shù)主要利用紅外熱成像和微光增強(qiáng)兩種技術(shù)手段，把人眼看不見或極其微弱的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，之后通過把電信號放大，最終轉(zhuǎn)換成人眼可見的光信號。二戰(zhàn)時(shí)期，夜視技術(shù)開始登上軍事舞臺，促進(jìn)了夜戰(zhàn)能力的快速提升，21世紀(jì)，全世界各個(gè)大的汽車公司紛紛把夜視設(shè)備安裝上高檔的小汽車車上，該項(xiàng)技術(shù)也從軍用大量的擴(kuò)展至民用行業(yè)。

紅外夜視 一直到上個(gè)世紀(jì)70年代之前，以紅外夜視儀為代表的紅外夜視器材都始終是夜視領(lǐng)域的“龍頭老大”。紅外夜視儀通過主動(dòng)發(fā)射紅外光照射目標(biāo)，之后通過轉(zhuǎn)換反射回來的紅外光實(shí)現(xiàn)夜間清晰成像。紅外夜視器材的優(yōu)點(diǎn)在于場景反差大、閃爍小、成像清晰，且工藝比較成熟、造價(jià)低廉。

微光夜視 美國于上個(gè)世紀(jì)60年代成功研制出微光夜視儀。相比于紅外夜視器材，微光夜視儀不主動(dòng)發(fā)射紅外光，而是通過接收戰(zhàn)場上目標(biāo)反射的星光、月光等微弱光，將其增強(qiáng)放大，最后形成適于肉眼觀察的夜間圖像。它的優(yōu)點(diǎn)在于不易暴露，體積小易于攜帶。缺點(diǎn)是易受雨、霧等氣象條件會對其正常使用產(chǎn)生干擾。

紅外熱成像 紅外熱成像儀主要利用紅外探測器和光學(xué)成像物鏡接收目標(biāo)的紅外輻射，進(jìn)而將所獲得的紅外能量值轉(zhuǎn)換成可供肉眼觀察的紅外熱像圖。隱蔽性好、作用距離遠(yuǎn)、分辨率高且抗干擾能力強(qiáng)。是目前軍事上利用的主要技術(shù)。（編輯/侯幫虎）