Евро-Азиатский институт образовательных технологий Eurasian Institute of educational technologies
Tuesday, 2020-05-26, 1:56 PM
Site menu
Section categories
Археология- Аrcheology
Ботаника- Вotany
География- Geography
Зоология- Zoology
История- Нistory
История науки- Нistory of science
Медицина- Мedicine
Образование- Education
Общая биология- General biology
Общество- Society
Палеонтология- Рaleontology
Право- Jurisprudence
Психология- Рsychology
Технологии- Technology
Физика- Physics
Химия- Сhemistry
Экология- Еcology
Экономика- Еconomy
Our poll
Оцените наш сайт/ Please rate our website
Total of answers: 1366
Statistics

Total online: 1
Guests: 1
Users: 0

12:17 PM
Нанотехнология позволяет видеть в инфракрасном диапазоне / Nanotechnology allows you to see in the infrared

Мыши с улучшенным зрением благодаря нанотехнологиям смогли видеть как инфракрасный, так и видимый свет, сообщает исследование, опубликованное в журнале Cell.

Однократное введение наночастиц в глаза мышей дало им инфракрасное зрение на срок до 10 недель с минимальными побочными эффектами, позволяя им видеть инфракрасный свет даже в течение дня и с достаточной специфичностью, чтобы различать различные формы.

Эти результаты могут привести к прогрессу в технологиях инфракрасного зрения человека, включая потенциальные применения в гражданском шифровании, безопасности и военных операциях.

Люди и другие млекопитающие ограничены в восприятии диапазона длин волн света, называемого видимым светом, который включает в себя длины волн радуги. Но инфракрасное излучение, которое имеет большую длину волны, окружает нас. Люди, животные и предметы излучают инфракрасный свет, выделяя тепло, а предметы кроме того могут отражать инфракрасный свет.

«Видимый свет, который может восприниматься естественным зрением человека, занимает лишь очень небольшую часть электромагнитного спектра», — говорит старший автор исследования Тянь Сюэ из Университета науки и технологий Китая. «Однако электромагнитные волны длиннее или короче видимого света несут много информации».

Многопрофильная группа ученых во главе с Сюэ и Цзинь Бао в Университете науки и технологии Китая, а также Ганг Ханом в Медицинской школе Массачусетского университета разработали нанотехнологию для работы с существующими структурами глаза.

«Когда свет попадает в глаз и попадает на сетчатку, палочки и колбочки — или фоторецепторные клетки — поглощают фотоны с длинами волн видимого света и посылают соответствующие электрические сигналы в мозг», — говорит Хан. «Поскольку длины инфракрасных волн слишком велики для поглощения фоторецепторами, мы не можем их воспринимать».

В своем исследовании ученые создали наночастицы, которые могут плотно прикрепляться к фоторецепторным клеткам и действовать как крошечные датчики инфракрасного света. Когда инфракрасный свет попадает на сетчатку, наночастицы захватывают более длинные инфракрасные волны и излучают более короткие волны в диапазоне видимого света.

Затем ближайшая колбочка или палочка сетчатки поглощает меньшую длину волны и посылает нормальный сигнал в мозг, как если бы видимый свет попал на сетчатку.

«В нашем эксперименте наночастицы поглощали инфракрасный свет с длиной волны около 980 нм и преобразовывали его в свет с длиной 535 нм, что делало инфракрасный свет зеленым», — говорит Бао.

Исследователи проверили наночастицы на мышах, которые, как и люди, не могут видеть инфракрасное излучение естественным путем. Мыши, получившие инъекции, демонстрировали бессознательные физические признаки того, что они обнаруживали инфракрасный свет, например, сужение зрачков, в то время как мыши, которым вводили только буферный раствор, не реагировали на инфракрасный свет.

Чтобы проверить, могут ли мыши чувствовать инфракрасный свет, исследователи поставили ряд задач в лабиринте, чтобы продемонстрировать, что мыши могут видеть инфракрасный свет при дневном освещении одновременно с видимым светом.

«Мы считаем, что в будущем, возможно, найдется место для совершенствования технологии с помощью новой версии наночастиц на органической основе, изготовленных из одобренных соединений, которые, как представляется, приводят к еще более яркому инфракрасному зрению» — говорят исследователи.

Они также полагают, что можно провести большую работу по тонкой настройке спектра излучения наночастиц для соответствия человеческим глазам, которые используют больше колбочек, чем палочек для своего центрального зрения, по сравнению с глазами мыши. «Это захватывающая тема, потому что технологии, которые мы сделали здесь возможными, могут в конечном итоге дать людям возможность видеть за пределами наших естественных возможностей», — говорят ученые.


Cell, Ma et al.: «Mammalian Near-Infrared Image Vision through Injectable and Self-Powered Retinal Nanoantennae.» https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(19)30101-1 , DOI: 10.1016/j.cell.2019.01.038

 

http://ab-news.ru

 

Mice with improved vision thanks to nanotechnology were able to see both infrared and visible light, according to a study published in the journal Cell.

A single injection of nanoparticles into mice's eyes gave them infrared vision for up to 10 weeks with minimal side effects, allowing them to see infrared light even during the day and with enough specificity to distinguish different shapes.

These results could lead to advances in human infrared vision technologies, including potential applications in civilian encryption, security and military operations.

Humans and other mammals are limited in their perception of a wavelength range of light called visible light, which includes the wavelengths of the rainbow. But infrared radiation, which has a long wavelength, surrounds us. People, animals and objects emit infrared light, generating heat, and objects can also reflect infrared light.

"Visible light, which can be perceived by natural human vision, occupies only a very small part of the electromagnetic spectrum," says Tian Xue, senior author of the study at the University of science and technology of China. "However, electromagnetic waves longer or shorter than visible light carry a lot of information."

A multidisciplinary team of scientists led by Xue and Jin Bao at the University of science and technology of China, as well as gang Han at the University of Massachusetts Medical school, developed nanotechnology to work with existing eye structures.

"When light hits the eye and hits the retina, sticks and cones — or photoreceptor cells — absorb photons with wavelengths of visible light and send corresponding electrical signals to the brain," Khan says. "Because infrared wavelengths are too long to be absorbed by photoreceptors, we cannot perceive them."

In their study, scientists have created nanoparticles that can be tightly attached to photoreceptor cells and act as tiny infrared light sensors. When infrared light hits the retina, nanoparticles capture longer infrared waves and emit shorter waves in the visible light range.

Then the nearest cone or stick of the retina absorbs a shorter wavelength and sends a normal signal to the brain, as if visible light hit the retina.

"In our experiment, nanoparticles absorbed infrared light with a wavelength of about 980 nm and converted it into light with a length of 535 nm, which made the infrared light green," says Bao.

The researchers tested nanoparticles on mice that, like humans, cannot see infrared radiation naturally. Mice that were injected showed unconscious physical signs that they were detecting infrared light, such as a narrowing of the pupils, while mice that were injected only with a buffer solution did not respond to infrared light.

To test whether mice can sense infrared light, the researchers set a number of tasks in the maze to demonstrate that mice can see infrared light in daylight at the same time as visible light.

"We believe that there may be room in the future to improve the technology with a new version of organic nanoparticles made from approved compounds that appear to lead to even brighter infrared vision," the researchers say.

They also believe that more work can be done to fine-tune the emission spectrum of nanoparticles to match human eyes, which use more cones than sticks for their Central vision, compared to mouse eyes. "It's an exciting topic because the technologies that we've made possible here can ultimately give people the ability to see beyond our natural capabilities," scientists have reported.

Cell, Ma et al.: «Mammalian Near-Infrared Image Vision through Injectable and Self-Powered Retinal Nanoantennae.» https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(19)30101-1, DOI: 10.1016/j.cell.2019.01.038

http://ab-news.ru

Category: Технологии- Technology | Added by: zvonimirveres
Log In
Search
Calendar
«  March 2019  »
SuMoTuWeThFrSa
     12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31
Организации / Оrganizations
Полезные ссылки / Useful links