技術能讓人類獲得“夜視”能力？

文澤波

要想在夜晚的時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，因為簡單容易。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》報道：中國科學技術大學生命科學與醫(yī)學部薛天研究組與美國馬薩諸塞州州立大學醫(yī)學院韓綱研究組合作，結合視覺神經(jīng)生物醫(yī)學與創(chuàng)新納米技術，首次實現(xiàn)了動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，取得了很大的進步。

納米材料將近“紅外光”轉換成可見的“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)明了以光電轉換和光電倍增技術為基礎的紅外夜視儀。但它有諸多缺陷：笨重、強光過曝、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，從事視覺研究多年的薛天注意到韓綱研究組的一種轉換納米材料，這種材料就能夠把近紅外光轉換成可見光線——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胞表面。這種視網(wǎng)膜感光細胞特異結合的上轉換納米顆粒，被命名為pbUCNPs。

小鼠試驗獲得成功

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，并進行了多種視覺神經(jīng)生理實驗。最后證明了小鼠的光感受器細胞被近紅外光激活，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，證明了人類擁有超級視覺能力的可能?！?h3>關于夜視技術

目前，夜視技術主要利用紅外熱成像和微光增強兩種技術手段，把人眼看不見或極其微弱的光信號轉換成電信號，之后通過把電信號放大，最終轉換成人眼可見的光信號。二戰(zhàn)時期，夜視技術開始登上軍事舞臺，促進了夜戰(zhàn)能力的快速提升，21世紀，全世界各個大的汽車公司紛紛把夜視設備安裝上高檔的小汽車車上，該項技術也從軍用大量的擴展至民用行業(yè)。

紅外夜視 一直到上個世紀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域的“龍頭老大”。紅外夜視儀通過主動發(fā)射紅外光照射目標，之后通過轉換反射回來的紅外光實現(xiàn)夜間清晰成像。紅外夜視器材的優(yōu)點在于場景反差大、閃爍小、成像清晰，且工藝比較成熟、造價低廉。

微光夜視 美國于上個世紀60年代成功研制出微光夜視儀。相比于紅外夜視器材，微光夜視儀不主動發(fā)射紅外光，而是通過接收戰(zhàn)場上目標反射的星光、月光等微弱光，將其增強放大，最后形成適于肉眼觀察的夜間圖像。它的優(yōu)點在于不易暴露，體積小易于攜帶。缺點是易受雨、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成像物鏡接收目標的紅外輻射，進而將所獲得的紅外能量值轉換成可供肉眼觀察的紅外熱像圖。隱蔽性好、作用距離遠、分辨率高且抗干擾能力強。是目前軍事上利用的主要技術。（編輯/侯幫虎）