കോൺടാക്റ്റ് ലെൻസ് സാങ്കേതികവിദ്യ വഴി മനുഷ്യന്റെ നിയർ-ഇൻഫ്രാറെഡ് കളർ വിഷൻ യുഎസ്ടിസി സാക്ഷാത്കരിക്കുന്നു.

ചൈനയിലെ ശാസ്ത്ര സാങ്കേതിക സർവകലാശാലയിലെ (യു‌എസ്‌ടി‌സി) പ്രൊഫ. എക്സ്‌യുഇ ടിയാൻ, പ്രൊഫ. എം‌എ യുക്യാൻ എന്നിവരുടെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള ഒരു ഗവേഷണ സംഘം, ഒന്നിലധികം ഗവേഷണ ഗ്രൂപ്പുകളുമായി സഹകരിച്ച്, അപ്‌കൺവേർഷൻ കോൺടാക്റ്റ് ലെൻസുകൾ (യു‌സി‌എൽ) വഴി മനുഷ്യന്റെ നിയർ-ഇൻഫ്രാറെഡ് (എൻ‌ഐ‌ആർ) സ്പേഷ്യോടെമ്പറൽ വർണ്ണ ദർശനം വിജയകരമായി പ്രാപ്തമാക്കി. ഈ പഠനം 2025 മെയ് 22 ന് (ഇഎസ്ടി) സെല്ലിൽ ഓൺലൈനായി പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു, കൂടാതെ ഒരു വാർത്താക്കുറിപ്പിൽ ഇത് ഉൾപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്.സെൽ പ്രസ്സ്.

പ്രകൃതിയിൽ, വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങൾ വിശാലമായ തരംഗദൈർഘ്യത്തിൽ വ്യാപിക്കുന്നു, പക്ഷേ മനുഷ്യന്റെ കണ്ണിന് ദൃശ്യപ്രകാശം എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഒരു ഇടുങ്ങിയ ഭാഗം മാത്രമേ ഗ്രഹിക്കാൻ കഴിയൂ, ഇത് സ്പെക്ട്രത്തിന്റെ ചുവന്ന അറ്റത്തിനപ്പുറമുള്ള NIR പ്രകാശത്തെ നമുക്ക് അദൃശ്യമാക്കുന്നു.

ചിത്രം 1. വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങളും ദൃശ്യപ്രകാശ സ്പെക്ട്രവും (പ്രൊഫ. XUE യുടെ ടീമിൽ നിന്നുള്ള ചിത്രം)

2019-ൽ, പ്രൊഫ. XUE ടിയാൻ, എംഎ യുഖിയാൻ, ഹാൻ ഗാങ് എന്നിവരുടെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള ഒരു സംഘം മൃഗങ്ങളുടെ റെറ്റിനകളിലേക്ക് അപ്‌കൺവേർഷൻ നാനോ മെറ്റീരിയലുകൾ കുത്തിവച്ചുകൊണ്ട് ഒരു വഴിത്തിരിവ് കൈവരിച്ചു, ഇത് സസ്തനികളിൽ ആദ്യമായി നഗ്നനേത്രങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് NIR ഇമേജ് വിഷൻ കഴിവ് സാധ്യമാക്കി. എന്നിരുന്നാലും, മനുഷ്യരിൽ ഇൻട്രാവിട്രിയൽ കുത്തിവയ്പ്പിന്റെ പരിമിതമായ പ്രയോഗക്ഷമത കാരണം, ഈ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ പ്രധാന വെല്ലുവിളി, ആക്രമണാത്മകമല്ലാത്ത മാർഗങ്ങളിലൂടെ NIR പ്രകാശത്തെക്കുറിച്ചുള്ള മനുഷ്യ ധാരണ പ്രാപ്തമാക്കുക എന്നതാണ്.

പോളിമർ കോമ്പോസിറ്റുകൾ കൊണ്ട് നിർമ്മിച്ച മൃദുവായ സുതാര്യമായ കോൺടാക്റ്റ് ലെൻസുകൾ ധരിക്കാവുന്ന ഒരു പരിഹാരം നൽകുന്നു, എന്നാൽ UCL-കൾ വികസിപ്പിക്കുന്നത് രണ്ട് പ്രധാന വെല്ലുവിളികൾ നേരിടുന്നു: ഉയർന്ന അപ്‌കൺവേർഷൻ നാനോപാർട്ടിക്കിളുകൾ (UCNPs) ഡോപ്പിംഗ് ആവശ്യമുള്ള കാര്യക്ഷമമായ അപ്‌കൺവേർഷൻ ശേഷി കൈവരിക്കുക, ഉയർന്ന സുതാര്യത നിലനിർത്തുക. എന്നിരുന്നാലും, പോളിമറുകളിൽ നാനോപാർട്ടിക്കിളുകൾ ഉൾപ്പെടുത്തുന്നത് അവയുടെ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗുണങ്ങളെ മാറ്റുന്നു, ഇത് ഉയർന്ന സാന്ദ്രത ഒപ്റ്റിക്കൽ വ്യക്തതയുമായി സന്തുലിതമാക്കുന്നത് ബുദ്ധിമുട്ടാക്കുന്നു.

UCNP-കളുടെ ഉപരിതല പരിഷ്കരണത്തിലൂടെയും റിഫ്രാക്റ്റീവ്-ഇൻഡക്സ്-പൊരുത്തപ്പെടുന്ന പോളിമെറിക് വസ്തുക്കളുടെ സ്ക്രീനിംഗിലൂടെയും, ദൃശ്യ സ്പെക്ട്രത്തിൽ 90%-ത്തിലധികം സുതാര്യത നിലനിർത്തിക്കൊണ്ട് 7–9% UCNP സംയോജനം കൈവരിക്കുന്ന UCL-കൾ ഗവേഷകർ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു. കൂടാതെ, UCL-കൾ തൃപ്തികരമായ ഒപ്റ്റിക്കൽ പ്രകടനം, ഹൈഡ്രോഫിലിസിറ്റി, ബയോകോംപാറ്റിബിലിറ്റി എന്നിവ പ്രകടമാക്കി, മ്യൂറൈൻ മോഡലുകൾക്കും മനുഷ്യ ധരിക്കുന്നവർക്കും NIR പ്രകാശം കണ്ടെത്തുക മാത്രമല്ല, അതിന്റെ താൽക്കാലിക ആവൃത്തികളെ വേർതിരിച്ചറിയാനും കഴിയുമെന്ന് പരീക്ഷണ ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു.

കൂടുതൽ ശ്രദ്ധേയമായി, പരമ്പരാഗത UCL-കൾ ഉപയോക്താക്കൾക്ക് NIR ചിത്രങ്ങളുടെ ഏകദേശ ധാരണ മാത്രമേ നൽകുന്നുള്ളൂ എന്ന പരിമിതിയെ മറികടക്കാൻ, UCL-കളുമായി സംയോജിപ്പിച്ച് ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്ത ഒപ്റ്റിക്കൽ ഇമേജിംഗുമായി സംയോജിപ്പിച്ച ഒരു ധരിക്കാവുന്ന കണ്ണട സംവിധാനം ഗവേഷണ സംഘം രൂപകൽപ്പന ചെയ്തു. ദൃശ്യപ്രകാശ ദർശനവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്താവുന്ന സ്പേഷ്യൽ റെസല്യൂഷനോടുകൂടിയ NIR ചിത്രങ്ങൾ ഗ്രഹിക്കാൻ ഈ പുരോഗതി ഉപയോക്താക്കളെ പ്രാപ്തരാക്കുന്നു, ഇത് സങ്കീർണ്ണമായ NIR പാറ്റേണുകളുടെ കൂടുതൽ കൃത്യമായ തിരിച്ചറിയൽ അനുവദിക്കുന്നു.

പ്രകൃതിദത്ത പരിതസ്ഥിതികളിൽ മൾട്ടിസ്പെക്ട്രൽ എൻ‌ഐ‌ആർ പ്രകാശത്തിന്റെ വ്യാപകമായ സാന്നിധ്യത്തെ നേരിടാൻ, ഗവേഷകർ പരമ്പരാഗത യു‌സി‌എൻ‌പികൾക്ക് പകരം ട്രൈക്രോമാറ്റിക് യു‌സി‌എൻ‌പികൾ ഉപയോഗിച്ച് ട്രൈക്രോമാറ്റിക് അപ്‌കൺവേർഷൻ കോൺടാക്റ്റ് ലെൻസുകൾ (ടി‌യു‌സി‌എൽ) വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു, ഇത് ഉപയോക്താക്കൾക്ക് മൂന്ന് വ്യത്യസ്ത എൻ‌ഐ‌ആർ തരംഗദൈർഘ്യങ്ങൾ വേർതിരിച്ചറിയാനും വിശാലമായ എൻ‌ഐ‌ആർ വർണ്ണ സ്പെക്ട്രം മനസ്സിലാക്കാനും പ്രാപ്തമാക്കി. നിറം, താൽക്കാലിക, സ്പേഷ്യൽ വിവരങ്ങൾ സംയോജിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെ, മൾട്ടി-ഡൈമൻഷണൽ എൻ‌ഐ‌ആർ-എൻ‌കോഡ് ചെയ്ത ഡാറ്റയുടെ കൃത്യമായ തിരിച്ചറിയൽ ടി‌യു‌സി‌എൽ അനുവദിച്ചു, മെച്ചപ്പെട്ട സ്പെക്ട്രൽ സെലക്റ്റിവിറ്റിയും ആന്റി-ഇടപെടൽ കഴിവുകളും വാഗ്ദാനം ചെയ്തു.

ചിത്രം 2. ദൃശ്യപ്രകാശത്തിലും NIR പ്രകാശത്തിലും വിവിധ പാറ്റേണുകളുടെ (വ്യത്യസ്ത പ്രതിഫലന സ്പെക്ട്രകളുള്ള സിമുലേറ്റഡ് റിഫ്ലക്ടീവ് മിററുകൾ) വർണ്ണരൂപം, tUCL-കളുമായി സംയോജിപ്പിച്ച വെയറബിൾ ഐഗ്ലാസ് സിസ്റ്റത്തിലൂടെ വീക്ഷിക്കുമ്പോൾ. (പ്രൊഫ. XUE യുടെ ടീമിൽ നിന്നുള്ള ചിത്രം)

ചിത്രം 3. യു‌സി‌എല്ലുകൾ മനുഷ്യന് എൻ‌ഐ‌ആർ പ്രകാശത്തെ താൽക്കാലിക, സ്പേഷ്യൽ, ക്രോമാറ്റിക് അളവുകളിൽ മനസ്സിലാക്കാൻ സഹായിക്കുന്നു. (പ്രൊഫ. എക്സ്‌യുഇയുടെ ടീമിൽ നിന്നുള്ള ചിത്രം)

മനുഷ്യരിൽ NIR ദർശനത്തിന് UCL-കൾ വഴി ഒരു ധരിക്കാവുന്ന പരിഹാരം പ്രദർശിപ്പിച്ച ഈ പഠനം, NIR വർണ്ണ ദർശനത്തിനുള്ള ആശയത്തിന് ഒരു തെളിവ് നൽകുകയും സുരക്ഷ, വ്യാജവൽക്കരണം തടയൽ, വർണ്ണ കാഴ്ച വൈകല്യങ്ങളുടെ ചികിത്സ എന്നിവയിൽ വാഗ്ദാനമായ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ തുറക്കുകയും ചെയ്തു.

പേപ്പർ ലിങ്ക്:https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.04.019

(എഴുതിയത് XU Yehong, SHEN Xinyi, എഡിറ്റ് ചെയ്തത് ZHAO Zheqian)