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眼睛注射纳米粒子、超薄水晶薄膜,人类永久夜视或近在咫尺?
时间:2021-06-24 11:53 点击:120 次

拥有夜视能力是人类梦寐以求的目标之一,对于大部分朋友来说,黑夜意味着黑暗与恐惧,但现在科学家的最新发明,也许一扫黑暗的阴霾,人类拥有夜视能力可能就戴一副眼镜那么简单!

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澳大利亚国立大学 (ANU) 和诺丁汉特伦特大学组成的国际团队开发了一种“水晶膜”,将它处理在普通眼镜表面后就会变成一副拥有“夜视能力”的眼镜!

夜视镜是

夜视镜早期都是军用产品,不过近些年电子技术的进步,夜视镜也变得平民化,几千即可拥有一个凑合着用的夜视镜,一般夜视镜根据原理区分有两种:

1、红外夜视仪

2、微光夜视仪

红外夜视仪的原理是利用感光范围很宽的CCD或者专门对红外波段敏感的CCD接收红外线,再通过观看屏幕了解前方的景物(早期是指主动发射红外线配套的主动式红外夜视仪)!

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只要高于绝对零度,物体就会发出这些“光线”,由于我们肉眼无法无法感知这个波段,因此夜间就是黑的,但有了感知红外波段的CCD,夜间就会变得犹如负片一样的怪异世界,也有玩单反的朋友将红外滤镜拆除,拍摄红外大片或者拍摄深空!

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另一种则是微光夜视仪,夜间再黑也有光,不是远处的灯光就是星光,所以地面和景物将这些光反射回来时,被微光夜视仪接收,然后成百上千倍的放大,就会形成可见景物!

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还有一种则是热成像,这种纯被动的红外夜视设备,这种设备和红外夜视仪原理其实差不多,但使用凝视成像以及对感光器件制冷,使得敏感度和清晰度都大大提高,因此它比红外和微光夜视仪成像品质要好得多,但成本也更高,一般现在仅为军用。

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当然千百块就能买到的红外夜视仪也就凑合着用吧,打个猎还是可以的,不过也存在分辨率效果不如预期等状况,各位买之前也得想好了!

“水晶膜”究竟是什么东西,能让普通眼镜变夜视镜?

夜视镜其实不止这三种,但没有一种是无源的,不是价格昂贵就是设备笨重,即使是便携能装上头盔也需要外接供电,无源的夜视仪,一般就是某宝上的大红魔,这个看上去高大上的东西其实就是个骗子!

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这种大红魔就是普通望远镜,加上一层金色镀膜,而且它还不是增光(减少反射率,增加进光量的镀膜),而仅仅是美观装饰的镀膜,反而会增加反射率,减少进光量,再镀几层都可以拿来当“日珥镜”看太阳了!

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不过“镀一层膜”就变夜视镜的玩意儿还真来了,据澳大利亚国立大学 (ANU) 和诺丁汉特伦特大学的科学团队表示,他们开发出一种“超薄水晶膜”,能将通过此膜的光线后,将红外部分转换成可见光,它不需要任何电源,直接将这种膜往眼镜上一贴就成!

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澳大利亚国立大学物理学教授 Dragomir Neshev 表示,它的原理不同于任何一种夜视仪的原理,完全是纯无源,不需要任何能量输入即可获得将红外线转换为可见光的能力,所以只要在普通眼镜上贴上这种超薄水晶膜,眼镜马上就变成夜视仪!

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诺丁汉特伦特大学副教授 Mohsen Rahmani 博士称,未来的护目镜、房屋玻璃以及汽车挡风玻璃等使用这种技术,将会大幅减少对照明的需求,未来将为温室气体排放减少做出贡献!

“超薄水晶膜”究竟是什么技术,能将红外线转换为可见光?

原文中并没有关于这种材料如何将红外光转换成可见光的原理说明,但我们试图“强行解释”一番,究竟怎么样的可能才能达到如此技能?

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首先要具又一种能“透光”的材料,比如玻璃就是透光的,硅就是“不透光”的,但硅对于红外线就是透光的,所谓的透光在量子力学层面非常复杂,不过我们并不打算复杂了讲,简单了说透光就是一个:光子被吸收,电子能级跃迁,发射光子的过程!

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这个过程中就有就会有很多可能了,从理论上来看,电子吸收光子跃迁到高能级,然后跌落回原来的能级时会释放出光子,但从能量守恒的情况下,应该会损失一些能量,那么它再次发射的光子就会比原来的红外线能级更低,也就是波长更长!

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因为红外光比可见光波长更长,光子的能量也更低,所以正常状态下是没得玩了!除非上文所说的“超薄水晶膜”可以让吸收多个红外光子后,再发射一个能级更高的可见光子,假如有这样的材料的话,也许还能实现将红外转换为可见光!

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但问题是它可能会将可见光转换成紫外甚至X光,不过希望这种材料应该会有一个最佳转换范围,要不然这玩意儿实在太可怕了。

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但是有没有呢?按澳大利亚国立大学 (ANU) 和诺丁汉特伦特大学的科学团队的说法,他们的材料应该就是这种原理工作的!

延伸阅读:眼睛注射纳米粒子,将红外光转换为可见光

2019年8月份,马萨诸塞大学医学院材料科学及生物化学家发现一种含有稀土元素铒和镱的转换纳米粒子(UCNPs)的特殊粒子溶液,能将红外光转换为高能绿光。

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据在老鼠的眼睛中注射后测试,它能看到在黑夜中无法在可见光波段看到的障碍物,从而得以逃走,另在后续十天的观测中,没有发现有对老鼠造成后遗症影响!

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不过就算真的没影响也没人敢用,这大白天不需要转换咋办?与其在眼内注射,倒不如给眼镜贴膜,看起来澳大利亚国立大学 (ANU) 和诺丁汉特伦特大学的科学团队的研究还是靠谱一些。


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