夕陽西沉，夜幕漸漸籠罩大地，萬家燈火依次點起，映照著街市如同白晝。從城市中心往外輻射，行人漸漸稀少，路上的燈光也越來越稀疏。在偏遠的農村，很多小路甚至看不見一絲燈光，伸手不見五指。

“黑夜給了我一雙黑色的眼，我卻用它來尋找光明”。數萬年來，在黑暗中尋找光明一直是人類追尋的夢想，遠古時期的鉆木取火，農耕時代的蠟燭、油燈，再到愛迪生發明的電燈泡，人類的腳步從未停歇。前不久，科技取得新突破，或許能讓人類具有紅外光感知能力，不借助任何外部光源，輕松實現夜間視物。

據悉，這次突破由中國科學技術大學生命科學與醫學部薛天研究組與美國馬薩諸塞州州立大學醫學院韓綱研究組合作，結合視覺神經生物醫學與創新納米技術，首次實現了動物裸眼紅外光感知和紅外圖像視覺。

可見光與紅外光

色彩的多樣性讓這個世界充滿趣味，我們生活常見的有白、黑、銀、紅、藍、綠，可謂五彩斑斕。不過自然界中的光線遠不止我們肉眼看到的這些，還有波長大于可見光的紅外線（＞0．76μm）和小于可見光的紫外線（＜0．4μm）。由于眼睛中的感光蛋白特性限制，人類無法肉眼看見紅外線。而在動物界中，也只有蛇類等少數物種可以利用特殊器官的溫度感受器來探測到紅外線。為了“看見”紅外線，人們發明了以光電轉換和倍增技術為基礎的紅外夜視儀，以技術手段實現了夜間視物。

紅外夜視儀讓人類第一次在絕對黑暗環境下實現行動自如，它的誕生拓展了人類的視覺邊界。然而，紅外夜視儀有諸多缺陷，如笨重、佩戴后行動不便、需要靠有限的電池供電、可能被強光過曝、同可見光環境不兼容等。一直以來，除了軍事領域以及部分民用暗訪領域，并不會有人主動佩戴紅外夜視儀。

生活中，遇到困難我們找警察，而在科研領域，有困難就該科學家出場了。教科書上都說紅外線是不可見的，但是華盛頓大學醫學院的科學家發現，在特定條件下，視網膜可以感受到紅外線。研究者發現，當激光器快速發射紅外光脈沖時，視網膜中的感光細胞有時會吸收雙倍的紅外能量，這時，人眼就能看見可見光譜之外的紅外光。

神奇的納米天線

華盛頓大學醫學院的發現開啟了全新的研究方向，即拋開外界儀器，直接刺激人類或其他動物的眼球細胞，使其“看見”紅外光。人類為何看不到紅外光？主要是由于紅外光光子能量較低。華盛頓大學的團隊采納的方案是在視網膜中的色素連續快速地投射兩個波長為 1000 納米的紅外光光子，這樣傳遞的能量與一個波長為 500 納米的光子一次投射的能量相同。

薛天與韓綱的團隊反其道行之，通過改變眼睛感光蛋白吸收能量閾值，使熱能更容易自發激發感光蛋白活性，實現看見紅外光。韓綱團隊從事視覺研究多年，數年前成功發現一種納米材料，可以將近紅外光轉換成綠色可見光線。

為了將這種納米材料成功送到眼球表面，薛天與韓綱的團隊合作，研究出一種特異表面修飾方法，使納米天線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。研究人員還將這種納米天線制成眼藥水，滴在實驗室小白鼠眼球上，可以讓它們保持十天左右感知紅外線能力。經過多種視覺神經生理實驗，研究人員發現小白鼠甚至能分辨復雜的紅外圖像。若是能將這項納米天線技術應用到人類身上，我們眼中的黑夜將一片光明。

在我們身邊，有這樣一群人，他們白天的時候視力正常，一到晚上，在沒有燈光的地方，就看不見東西了，就像失明一樣。還有一群人，紅色與綠色混在一起就分不清楚。前者是夜盲癥，后者是色盲，平常生活中，這些患者不在少數。

納米天線技術或許可以成為這些人的救星，通過光子能量的改變，紅外光可以轉化成綠色可見光線，夜間可以清楚看到各種景象，紅綠色盲的視覺感知波譜缺陷也會被修復。除此之外，納米天線可視紅外光技術的應用范圍還有很多，比如眼底藥物的局部緩釋、光控藥物釋放等。如今，這項技術還處在實驗室階段，在人類身上使用會不會有副作用還未可知。希望科研人員能多加努力，早日克服障礙，讓我們感受一下“黑夜如白晝”的景象！