納米科技作為當今世界最具潛力的前沿科技之一,正不斷突破人類對材料性能和功能的認知極限。
6 月 6 日,復旦大學在公眾號發文宣布,復旦大學集成電路與微納電子創新學院周鵬 / 王水源團隊、腦科學研究院張嘉漪 / 顏彪團隊,聯合中國科學院上海技術物理研究所胡偉達團隊,成功開發出全球首款覆蓋可見光至近紅外二區 ( 470-1550nm ) 的超視覺假體,在器件的光電流密度和視覺修復的光譜范圍上均達到國際最高水平。這是復旦醫工交叉融合助力視覺重建與增強的又一碩果,為全球超 2 億視網膜退化患者帶來希望。
目前,該研究成果已發表于國際頂級學術期刊《科學》雜志。
這款視覺假體的獨特之處在于其構成與功能。它由金屬納米顆粒精心打造而成,能夠精準地替代退化的感光細胞功能。在視覺形成過程中,感光細胞起著至關重要的作用,它們負責將接收到的光信號轉化為電信號,并通過神經傳遞至大腦,從而讓我們 " 看見 " 世界。然而,當感光細胞因疾病或其他原因退化時,這一過程就會中斷,導致失明。而這款視覺假體就像是一個 " 人工感光細胞 ",能夠完成這一關鍵的光電轉換過程。
人類天然視覺的光譜范圍通常在 380 - 780nm 之間,而這款視覺假體的光譜覆蓋范圍從可見光 ( 470nm ) 一直延伸至近紅外二區 ( 1550nm ) ,遠超人類天然視覺的極限。這意味著它不僅能夠讓使用者恢復對可見光的感知能力,還能讓他們感知到紅外光。例如,它能夠精確定位如 940nm 和 1550nm 的紅外光源,實現了視覺功能的拓展,為失明者打開了一扇全新的 " 視覺之窗 "。
當它被植入失明小鼠的眼底后,就像一個神奇的 " 光信號轉換器 ",將光信號轉化為電信號,成功激活了視網膜上尚存的神經細胞。原本失明的小鼠逐漸恢復了部分視力,能夠對可見光做出反應。不僅如此,它們還能感知到紅外光,在長達半年的觀察期內,未在小鼠身上觀察到任何不良排異反應,這為該技術的后續臨床應用轉化奠定了堅實的基礎。
對于眾多因視網膜退行性疾病而失明的患者來說,這款視覺假體無疑帶來了新的希望。像年齡相關性黃斑變性等視網膜退行性疾病,一直是醫學領域的難題,患者往往面臨著失明的痛苦。而這款視覺假體的出現,為治療這些疾病提供了一種全新的思路和方法。它有望幫助患者恢復部分視力,提高他們的生活質量。不過,考慮到醫學倫理限制,研究暫時不會進入臨床試驗階段。
從復旦大學研發的視覺假體中,我們看到納米材料在生物醫學領域的巨大潛力。納米材料因其獨特的物理、化學和生物學特性,在眾多領域有著廣泛的應用前景。在生物醫學領域,納米材料可用于精準藥物輸送、疾病診斷和組織修復等,例如納米藥物載體能精準靶向腫瘤細胞,提高治療效果并減少副作用。在電子和半導體領域,納米材料可制造高性能芯片、傳感器和量子器件,推動信息技術進步。在能源領域,納米材料可用于提高電池能量密度、開發高效太陽能電池和催化劑,助力可持續能源發展。此外,納米材料還在環境治理、材料科學和航空航天等領域發揮重要作用。
在工程界,人類制備和應用納米材料的歷史源遠流長,至少可以追溯到 1000 多年以前。中國古代就利用燃燒蠟燭的煙霧制成納米碳黑,用于制墨和染料 ; 中國古銅鏡表面的防銹層經分析被證實為納米 SnO 薄膜。
在產業發展方面,中國納米材料產業布局早,在納米科技發展的開始階段就同國際發展保持同步。
北京則以懷柔地區的北京納米科技產業園為中心打造產業集群,致力于納米科技在能源、電子、環境、生物醫藥四大領域的應用,并以下游應用帶動上游納米材料、納米加工、納米器件等產業鏈各環節,擁有北京首創、安泰科技、中科納新公司、中科納通公司、集盛星泰公司、首科噴薄等一批納米材料龍頭企業。就研發而言,中國納米產業基本形成各具特色的兩大納米研發中心布局。
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更多本行業研究分析詳見前瞻產業研究院《中國納米材料行業發展前景與投資預測分析報告》
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