યુનિવર્સિટી ઓફ સાયન્સ એન્ડ ટેકનોલોજી ઓફ ચાઇના (USTC) ના પ્રોફેસર XUE ટિયાન અને પ્રોફેસર MA યુકિયાનના નેતૃત્વ હેઠળની એક સંશોધન ટીમે, બહુવિધ સંશોધન જૂથો સાથે મળીને, અપકન્વર્ઝન કોન્ટેક્ટ લેન્સ (UCL) દ્વારા માનવ નજીકના-ઇન્ફ્રારેડ (NIR) સ્પેટીયોટેમ્પોરલ રંગ દ્રષ્ટિને સફળતાપૂર્વક સક્ષમ બનાવી છે. આ અભ્યાસ 22 મે, 2025 (EST) ના રોજ સેલમાં ઓનલાઈન પ્રકાશિત થયો હતો, અને તેને એક સમાચાર પ્રકાશનમાં દર્શાવવામાં આવ્યો હતો.સેલ પ્રેસ.
પ્રકૃતિમાં, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો તરંગલંબાઇની વિશાળ શ્રેણીમાં ફેલાયેલા હોય છે, પરંતુ માનવ આંખ ફક્ત દૃશ્યમાન પ્રકાશ તરીકે ઓળખાતા સાંકડા ભાગને જ જોઈ શકે છે, જેના કારણે સ્પેક્ટ્રમના લાલ છેડાની બહાર NIR પ્રકાશ આપણા માટે અદ્રશ્ય બને છે.
આકૃતિ 1. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો અને દૃશ્યમાન પ્રકાશ સ્પેક્ટ્રમ (પ્રો. XUE ની ટીમમાંથી છબી)
2019 માં, પ્રો. XUE ટિયાન, MA યુકિયાન અને HAN ગેંગની આગેવાની હેઠળની એક ટીમે પ્રાણીઓના રેટિનામાં અપકન્વર્ઝન નેનોમટીરિયલ્સ ઇન્જેક્ટ કરીને એક સફળતા હાંસલ કરી, જેનાથી સસ્તન પ્રાણીઓમાં સૌપ્રથમ નગ્ન આંખે NIR ઇમેજ વિઝન ક્ષમતા સક્ષમ બની. જો કે, મનુષ્યોમાં ઇન્ટ્રાવિટ્રીયલ ઇન્જેક્શનની મર્યાદિત ઉપયોગિતાને કારણે, આ ટેકનોલોજી માટેનો મુખ્ય પડકાર બિન-આક્રમક માધ્યમો દ્વારા NIR પ્રકાશની માનવ ધારણાને સક્ષમ બનાવવાનો છે.
પોલિમર કમ્પોઝિટથી બનેલા નરમ પારદર્શક કોન્ટેક્ટ લેન્સ પહેરી શકાય તેવા ઉકેલ પૂરા પાડે છે, પરંતુ UCL વિકસાવવા માટે બે મુખ્ય પડકારોનો સામનો કરવો પડે છે: કાર્યક્ષમ અપકન્વર્ઝન ક્ષમતા પ્રાપ્ત કરવી, જેના માટે ઉચ્ચ અપકન્વર્ઝન નેનોપાર્ટિકલ્સ (UCNPs) ડોપિંગની જરૂર પડે છે, અને ઉચ્ચ પારદર્શિતા જાળવી રાખવી. જો કે, પોલિમરમાં નેનોપાર્ટિકલ્સનો સમાવેશ કરવાથી તેમના ઓપ્ટિકલ ગુણધર્મોમાં ફેરફાર થાય છે, જેનાથી ઓપ્ટિકલ સ્પષ્ટતા સાથે ઉચ્ચ સાંદ્રતાનું સંતુલન મુશ્કેલ બને છે.
UCNPs ના સપાટી પર ફેરફાર અને રીફ્રેક્ટિવ-ઇન્ડેક્સ-મેળ ખાતા પોલિમરીક પદાર્થોના સ્ક્રીનીંગ દ્વારા, સંશોધકોએ દૃશ્યમાન સ્પેક્ટ્રમમાં 90% થી વધુ પારદર્શિતા જાળવી રાખીને 7-9% UCNP એકીકરણ પ્રાપ્ત કરીને UCLs વિકસાવ્યા. વધુમાં, UCLs એ સંતોષકારક ઓપ્ટિકલ કામગીરી, હાઇડ્રોફિલિસિટી અને બાયોકોમ્પેટિબિલિટી દર્શાવી, પ્રાયોગિક પરિણામો દર્શાવે છે કે મ્યુરિન મોડેલો અને માનવ પહેરનારા બંને માત્ર NIR પ્રકાશ શોધી શકતા નથી પરંતુ તેની ટેમ્પોરલ ફ્રીક્વન્સીઝને પણ અલગ કરી શકે છે.
વધુ પ્રભાવશાળી રીતે, સંશોધન ટીમે UCLs સાથે સંકલિત પહેરી શકાય તેવી ચશ્મા સિસ્ટમ ડિઝાઇન કરી અને પરંપરાગત UCLs વપરાશકર્તાઓને ફક્ત NIR છબીઓની બરછટ ધારણા પૂરી પાડે છે તે મર્યાદાને દૂર કરવા માટે ઑપ્ટિમાઇઝ્ડ ઓપ્ટિકલ ઇમેજિંગ. આ પ્રગતિ વપરાશકર્તાઓને દૃશ્યમાન પ્રકાશ દ્રષ્ટિની તુલનામાં અવકાશી રિઝોલ્યુશન સાથે NIR છબીઓને સમજવા સક્ષમ બનાવે છે, જે જટિલ NIR પેટર્નની વધુ સચોટ ઓળખ માટે પરવાનગી આપે છે.
કુદરતી વાતાવરણમાં મલ્ટીસ્પેક્ટ્રલ NIR પ્રકાશની વ્યાપક હાજરીનો વધુ સામનો કરવા માટે, સંશોધકોએ પરંપરાગત UCNP ને ટ્રાઇક્રોમેટિક UCNP થી બદલીને ટ્રાઇક્રોમેટિક અપકન્વર્ઝન કોન્ટેક્ટ લેન્સ (tUCLs) વિકસાવ્યા, જેનાથી વપરાશકર્તાઓ ત્રણ અલગ NIR તરંગલંબાઇને અલગ પાડી શક્યા અને વ્યાપક NIR રંગ સ્પેક્ટ્રમને સમજી શક્યા. રંગ, ટેમ્પોરલ અને અવકાશી માહિતીને એકીકૃત કરીને, tUCL એ બહુ-પરિમાણીય NIR-એન્કોડેડ ડેટાની ચોક્કસ ઓળખ માટે મંજૂરી આપી, સુધારેલ સ્પેક્ટ્રલ પસંદગી અને હસ્તક્ષેપ વિરોધી ક્ષમતાઓ પ્રદાન કરી.
આકૃતિ 2. tUCLs સાથે સંકલિત પહેરી શકાય તેવા ચશ્મા સિસ્ટમ દ્વારા દૃશ્યમાન અને NIR પ્રકાશ હેઠળ વિવિધ પેટર્ન (વિવિધ પ્રતિબિંબ સ્પેક્ટ્રા સાથે સિમ્યુલેટેડ પ્રતિબિંબીત અરીસાઓ) નો રંગ દેખાવ. (પ્રો. XUE ની ટીમમાંથી છબી)
આકૃતિ 3. UCLs ટેમ્પોરલ, સ્પેસિયલ અને ક્રોમેટિક પરિમાણોમાં NIR પ્રકાશની માનવ ધારણાને સક્ષમ કરે છે. (પ્રો. XUE ની ટીમમાંથી છબી)
આ અભ્યાસ, જેણે UCLs દ્વારા માનવોમાં NIR દ્રષ્ટિ માટે પહેરી શકાય તેવા ઉકેલનું પ્રદર્શન કર્યું, તેણે NIR રંગ દ્રષ્ટિ માટે ખ્યાલનો પુરાવો પૂરો પાડ્યો અને સુરક્ષા, નકલ વિરોધી અને રંગ દ્રષ્ટિની ખામીઓની સારવારમાં આશાસ્પદ એપ્લિકેશનો ખોલી.
પેપર લિંક:https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.04.019
(XU Yehong દ્વારા લખાયેલ, SHEN Xinyi, ZHAO Zheqian દ્વારા સંપાદિત)
પોસ્ટ સમય: જૂન-07-2025