复旦大学团队研发全球首款碲纳米线视网膜假体，突破性实现可见光与红外双光谱感知，在动物实验中验证安全有效，为盲人视觉修复与增强开启全新可能。
2025年6月6日，《科学》杂志封面上，一只食蟹猴的瞳孔在红外光照射下闪烁着异样的光芒——这并非科幻场景，而是复旦大学联合团队研发的碲纳米线视网膜假体（TeNWNs）带来的真实突破。这款能同时感知可见光与红外线的植入式设备，不仅让失明动物重见光明，更赋予它们超越自然视觉的"超能力"，标志着人类在神经工程与光电材料交叉领域迈出了历史性一步。
材料革命：碲纳米线的神奇蜕变
研究团队选择的碲（Te）元素，在元素周期表中是个特殊存在。这种半导体材料具有独特的螺旋链状结构，当被制备成直径仅20纳米的线状网络时，其光电性能发生质的飞跃。实验室数据显示，TeNWNs在470-1550纳米光谱范围内的光电流密度达到8.7 μA/cm²，远超传统硅基材料的0.3 μA/cm²。这种"纳米效应"使得材料能同时响应可见光与红外线，解决了现有视觉假体光谱范围狭窄的致命缺陷。
更精妙的是材料的仿生设计。TeNWNs的三维网络结构模拟了人类视网膜感光细胞的自然分布，每平方毫米包含约1.2×10⁵个纳米线交叉节点，形成类似神经元突触的连接密度。这种结构使其植入后能与残留视网膜神经细胞建立稳定的电信号传递，如同在受损的视觉通路上架设起纳米级"桥梁"。
跨物种验证：从小鼠到灵长类的突破
研究团队设计的验证方案堪称严谨性的典范。在首批实验中，失明小鼠植入TeNWNs后，其视觉引导行为恢复率达到83%，接近正常小鼠的92%。更惊人的是，在红外光迷宫测试中，植入组小鼠成功识别940nm光源引导的路径，准确率高达76%，证明其获得了超越自然的视觉能力。
非人灵长类动物实验则攻克了临床转化的关键障碍。食蟹猴模型显示，TeNWNs能激发灵长类视网膜特有的神经节细胞同步放电，产生的视觉信号经视神经传导至大脑初级视觉皮层。功能核磁共振显示，皮层激活区域与正常视觉刺激时重叠率达81%。植入180天后，设备仍保持稳定性能，且未引发胶质增生等排异反应，这为人体试验扫清了主要安全性担忧。
超视觉的实现机制
TeNWNs的"红外视觉"功能建立在量子效应基础上。当1550nm红外光照射时，碲纳米线中的电子通过双光子吸收过程跃迁，产生可被检测的电信号。这种非线性光学特性，使得设备能区分不同波长的红外光源，甚至识别简单的红外图案。实验显示，植入假体的动物能辨别间距0.8°的红外光点，相当于人类裸眼分辨1米外相距1.4厘米的两个点光源。
设备的自供能特性同样突破性。传统视觉假体需要外部电源和摄像头，而TeNWNs直接利用环境光产生动作电位，其能量转换效率达到惊人的23%，足以驱动视网膜神经信号传导。这种"全植入式"设计，让使用者摆脱笨重的外设，获得更自然的视觉体验。
临床转化的挑战与前景
尽管动物实验成果显著，研究团队仍面临诸多挑战。当前TeNWNs的空间分辨率约为40μm，相当于20/400的视力，尚不能支持阅读等精细视觉需求。团队正在研发的二代产品通过引入石墨烯电极阵列，有望将分辨率提升至10μm水平。
另一个关键问题是色彩感知。现有设备虽能区分不同波长，但尚未实现真正的色觉重建。联合创始人王水源透露，他们正在试验量子点修饰技术，目标是让使用者能辨别至少三种基色。
据世界卫生组织统计，全球约4300万盲人群体中，约70%的病例源于视网膜病变。TeNWNs技术一旦通过临床验证，将首先应用于视网膜色素变性等疾病。团队计划2026年启动首次人体试验，若进展顺利，这项突破或将重新定义"残疾"与"增强"的边界——当盲人不仅能重见光明，还能感知红外世界时，人类对感官能力的认知将被彻底改写。