你能在浓雾中分辨远处行人和车辆吗？
能在黑夜中准确找到一杯热水吗？
能在草丛树林中发现一条伪装的变色龙吗？
能从一堆透明液体里
分辨出哪一瓶成分不一样吗？
如果你没有孙悟空的“火眼金睛”
那大概率是做不到的。
人眼历经数亿年进化，80%以上的外界信息都来源于视觉，拥有约5.76亿像素、60帧每秒的动态识别能力，视觉感知能力极为出色。但人眼仅能识别可见光的红绿蓝三色，无法捕捉温度、应力、材料内部缺陷、无色气体泄漏等信息。
在中央民族大学理学院，有一群教师和学生，用“光电火眼金睛”把这些藏起来的信息，变成看得见的图像和数据。
图像传感器芯片
中央民族大学理学院“光电探测及感知”团队围绕低维量子材料开展科研攻关，先后完成了短波红外、中波红外、宽光谱、跨波段、高光谱系列成像芯片的研制及样机制备，发表了Nature Photonics、Light：science&applications、Nature Communications、Science Advances等高水平论文，解决了紫外至红外范围内，新型高分辨成像传感器的制备难题。
团队核心成员
项目团队师生（部分）
他们如何实现“光电火眼金睛”？
核心是一种低维量子材料制成的成像芯片——量子点宽光谱芯片。它就像一把细细的筛子，可以把混叠在一起的不同颜色的光，精准的“筛”成几百、几千种颜色，还原物质的本貌。
有了它，就可以：
在复杂电路中找到高温短路的元件
在农田中找到生病的植物
在野外找到走丢的动物
就像是通过相机给世界做“体检”一样
芯片做出来了，它能帮我们看见什么？
人眼看不见的“温度”
芯片中异常工作的元件
人体内发炎的组织等
都会发射出高温的红外能量
在量子点宽光谱芯片眼中
这些位置，就像是黑夜中的火苗一样烁烁放光
会在疾病预防、夜间救援、野外搜救等领域
发挥不可或缺的作用
预期产出可导航微型医用光谱胶囊
人眼看不见的“成分”
不同材质的透明塑料、不同元素的透明液体
不同配方的绘画颜料成分有没有差别？
在量子点宽光谱芯片眼中
这些原本存在于“配料表”上的复杂信息
就像“指纹识别”一样直观
智慧农业、科技考古、艺术品鉴定……
一眼就能看出来！
量子点宽光谱芯片应用于智慧农业
实现对土壤、作物等条件的广域侦察
人眼无法“透视”的阻挡
清晨海边的浓雾、火场升起的烟尘
深色玻璃阻挡的房间
人眼无法穿透的阻挡
量子点宽光谱芯片能够“视若无物”
为自动驾驶、机器人等装上“千里眼”
它不光能“看见”，还能“看懂”
在石油化工工厂，成千上万个阀门和接口
每一处都是气体或液体泄漏的重要隐患点
如何判断哪里泄露了？
通过量子点宽光谱芯片采集信息
可以快速分析泄露成分，精准定位泄露环节
在森林里，一棵刚生病的树木
通过量子点宽光谱芯片结合设备
可在短时间内完成大范围植被生长信息采集
为树木、农作物等精准“把脉”
及时治疗，避免大范围病害传播
除此之外
侦察探测、边疆安全、航天遥感等领域
量子点宽光谱芯片也是必不可少的帮手
为维护国家安全、支撑边防海防发挥了重要作用
唐鑫教授说，“我们的工作就是理解光、操控光、利用光，把光作为一种获取信息的手段，发现我们人眼平时看不见、看不懂的信息……通过理学院的微纳加工及器件测试平台，结合学院在新型材料、应用物理、光学工程等领域的学科基础，带领学生完成从材料制备、器件加工、芯片集成、系统测试的全链条创新实践，解决真问题、开展真实践。”
“在参与量子点光电探测项目的过程中，不仅学到了量子力学、半导体物理等理论知识，更重要的是在项目牵引下开展了成像芯片的实际制作和测试，从无到有，在自己手上实现了平时看起来如此‘高大上’的成像芯片的制造，让我对自己的工作充满了自豪感。”参与项目的理学院2024级光电信息科学与工程专业本科生李顺欣说：“毕业后，我希望进一步从事相关的研究，把成像芯片放到我们的日常使用的手机中，从实验室走向应用，让大家用手机就可以检测蔬菜新鲜程度，在家就可以对自己进行光谱体检”。
团队工作照
近年来，中央民族大学前瞻布局“光电器件+功能材料”等国家急需发展的新兴交叉领域，形成了面向复杂环境条件下“探测、感知、通信”一体的特色科研方向。针对量子点等新型量子材料体系，率先发展了红外光谱成像芯片等核心光电器件，形成了“调控理论－器件工艺－系统应用”的全链条创新范式。
团队工作照
未来，团队将继续围绕边疆边境复杂条件下，对危险品识别、广域侦察、资源勘探、智慧农业、文物保护等方面的迫切需求，加速发展“探-感-通”新原理、新器件、新系统，依托的“异质集成光电子芯片制备及测试平台”，实现从基础材料研究到器件性能突破，并转化一批科研成果，实现学术研究既上“书架”，也上“货架”，服务国家重大需求。
出品丨党委宣传部融媒体中心
来源丨理学院
排版丨马欣
审核丨薛冬雪 贺露露 马丹妮 崔艺璇
