碲纳米线网络视网膜纳米假体：突破光谱限制实现宽带视觉修复与红外感知

来自《Science》的研究团队开发出基于碲纳米线网络（TeNWNs）的革命性视网膜纳米假体，可无偏压地将可见光至近红外-II区（1550 nm）宽带光信号转化为电信号，成功在失明动物模型中恢复功能性视觉。该技术突破了传统假体的光谱敏感度局限，为视网膜退行性疾病治疗及红外视觉增强提供了全新解决方案。

　　

视觉系统堪称自然界最精密的感官奇迹，但年龄相关性黄斑变性和视网膜色素变性（RP）等视网膜退行性疾病仍是全球重大挑战。传统视网膜假体受限于光谱敏感度、笨重外部设备和侵入性手术。人类光感受器因光谱响应范围有限无法感知红外光，导致低光环境视觉修复困难。

《Science》最新研究报道了一种基于碲（Te）纳米线网络（TeNWNs）的突破性纳米假体。这种仅150纳米厚的多孔网络结构模拟了退化光感受器层，通过碲的窄带隙（0.3 eV）和高光吸收系数（9%/层）实现红外区低能光子捕获。化学气相沉积过程中形成的Sn缺陷和Te空位打破了晶体对称性，在费米能级附近产生局域电子态，促进电荷分离。与视网膜细胞形成的异质界面产生内置电场，实现无外偏压的载流子传输。

在完全丧失光感受器的RP模型小鼠中，TeNWNs成功恢复了可见光（470-635 nm）和近红外-II区（1550 nm）刺激下的神经反应。视网膜神经节细胞（RGCs）对NIR-II光的激活阈值低至18.98 mW mm^-2，200-600 ms的响应延迟和5 Hz的频率调谐与天然光感受器相当。更令人振奋的是，植入失明小鼠不仅表现出瞳孔对635 nm和1550 nm光的收缩反射，其视觉诱发电位更证实信号可传导至枕叶皮层。

食蟹猴112天的长期实验显示，TeNWNs在视网膜下空间稳定整合，未引发视网膜脱离或炎症。闪光视网膜电图显示植入眼对940 nm近红外-I光的a波（光感受器活动）和b波（双极细胞响应）振幅显著高于对照眼。

这项技术仍面临空间分辨率（当前135.57 deg² vs 正常163.02 deg²）、长期稳定性和光谱调谐等挑战。但通过纳米线密度优化、有机-无机杂化涂层和波长选择滤光片等策略，有望实现更精准的视觉修复。该研究不仅为视网膜疾病治疗带来曙光，更开启了人类拓展电磁波感知能力的可能——未来或能通过这种"内存模拟计算"式纳米假体，实现超越自然视觉的感官增强。