
护眼灯在云南镇雄推广应用。受访者供图
■本报记者 张楠
云南镇雄,云雾缭绕,乡村中学里住校的孩子们为了提高成绩,往往天不亮就来到教室里开灯学习。孩子们头顶的灯光色温偏低,光线柔和均匀,照在课本上不刺眼、不反光。有学生说,在这种灯光下看书,“眼睛没那么酸”。
这不是普通的教室灯,而是被证实能延缓近视发生的新型灯具。它的光源来自一项历时10年、跨学科跨单位的研究成果。截至2025年底,相关灯具已累计推广近25万盏,总产值超1.5亿元。
不过,在落地初期,这项能将近视发生率降低6.4%的科研成果也曾举步维艰。
意外发现抗近视光谱
2011年前后,发光二极管(LED)作为新光源,对使用者视觉的安全性成为推广应用的必要条件之一。2012年,中国科学院“璀璨行动”重点项目设立了由几个跨学科团队承担的“光对视力及脑高级功能的影响研究”课题,中国科学院昆明动物研究所(以下简称昆明动物所)研究员胡新天成为课题负责人。
科研人员选择了视觉系统与人类高度近似的猕猴作为模式动物。“猕猴的视网膜光谱吸收峰与人类仅差几个纳米,是研究光生物效应的最佳替代。”胡新天告诉《中国科学报》。
研究意外发现,不同光谱对眼轴发育的不同影响。
眼轴过度增长是近视发生的直接原因。通过对幼猴在不同色温的光照环境下持续观察,科研团队获得了全球首条室内照明环境下猕猴眼轴发育曲线——研究人类视力可借鉴的第一条曲线。
他们发现,低色温照明下,猕猴的眼轴增长显著慢于高色温组且这一效应持续稳定。他们还发现,日常灯具色温偏高、偏短波能量高,而特定光谱能有效延缓眼轴增长。
“以前护眼灯售卖概念多是‘全光谱’或‘像太阳’,目前这些概念还缺乏科学实验的支持。因为太阳光的光谱在一天中是不停变化的。”胡新天打了一个比方,“全光谱就像亚洲食物,不连续光谱可能是非洲食物,而我们要找出‘中餐’里对眼睛最好的那部分。”
研究团队前前后后筛选了十来条光谱曲线,找到了目前已知效果最好的两条。
经过10年的长期研究和实验,他们积累了大量科学实验数据,探索出光对近视作用效果的部分规律。2022年,“璀璨行动”二期的“明眸春雨”项目通过验收时,项目已累计完成14组光照实验。
来自中国科学院半导体研究所、中国科学院长春光学精密机械与物理研究所、中国科学院长春应用化学研究所(以下简称长春应化所)等单位的联合团队研制出了模拟延缓近视发生光谱、可批量生产的新光源。中国科学院心理研究所团队完成了该光源在青年及青少年群体中长期使用的安全性与舒适性验证,为产品走向市场筑牢了科学基石。
“不独家授权”的制衡术是为了“不坑孩子”
科研成果要变成产品,转化是绕不开的一环。不过,科研团队与长春应化所孵化企业“中科稀土”的合作,从一开始就设定了与众不同的规则。
2022年3月,昆明动物所与中科稀土签订专利普通实施许可协议。该协议的特别之处在于非独家授权。“其核心是保留了保障孩子能使用最有效光源的权利。”胡新天解释说。
除此之外,本着“不能坑孩子”的底线,其他制衡条款还包括不以赚钱为唯一目的,不能随意改变影响延缓近视发生效应的产品的“配方”、不能再授权、不能用以融资等。
更关键的是质量红线。企业要保证批量产品光谱误差不超过10%。“根据我们的实验数据,如果误差过大,防控近视的效应就会大打折扣。”胡新天表示,目前一般厂商很难做到这一点,但“好在这家企业有‘绝活’”。
中科稀土依托中国科学院院士、长春应化所研究员张洪杰团队的技术积累,在稀土发光材料领域拥有独家工艺,能够精确调制出科研团队验证过的光谱曲线,误差不超过1%。
中科稀土创始团队都是搞科研出身,同样坚守初心,没有独家授权也要接续这项事业。
“为了孩子。”中科稀土总经理王朝伟曾在多个场合这样回应。
这种制衡机制也确保了科研成果不被资本滥用。在千亿元规模的护眼灯市场中,面对其他大型企业的合作意向,团队态度明确:中科稀土向合作企业提供达标的灯珠,也就是光源,这样加工出来的各种成品灯具才有基本保障。
科学家与企业在“只做好事,不给国家添麻烦”的共识下,守住了质量底线。相关技术也连续多年被教育部列入《全国综合防控儿童青少年近视重点工作计划》。
进不去的教室与下一步的打算
产品有了,推向市场却比想象中更曲折。
“我拿着灯到学校谈试点,人家以为我是骗子,拿着介绍信都不认。站在校门口想等校领导,保安让我往远处站站。我说免费安装,人家不要,有的还要我给他钱。”胡新天回忆。直到一位在云南挂职、承担扶贫任务的科技人员牵线搭桥,灯具才通过乡村振兴计划进入学校。
在云南、江西、安徽等地的140多所学校试点中,团队对8所学校的4053人次进行了6至12个月的跟踪测试。为排除“学生用功程度”等干扰因素,团队严谨对比了班级成绩等变量。
来自云南昭通市镇雄县尖山中学的对照数据显示,安装灯具一年后,实验班近视发生率较对照班降低6.4%。主观调查也显示,85%以上的学生认为新光源更舒适,疲劳度更低。
王朝伟自己家里也更换了新产品。他认为:“虽然不能完全排除其他护眼措施的作用,但是使用新光源以来这三四年,孩子的视力情况还不错。”
目前,中科稀土已建立起稳定的量产能力,产品从教室灯、黑板灯到家用台灯形成完整系列,销售渠道也从零散的学校试点拓展至线上线下同步推进。
然而,根据《建筑照明设计标准》和《中小学校教室采光和照明卫生标准》,教室照明应采用色温超过3300K的光源,而团队验证的最佳抗近视光谱色温在2800K左右。“刚好灯做出来了,国标出来了。”胡新天说。这个矛盾至今还未解决,导致产品目前难以大规模进入公立学校教室。
面对这一痛点,团队没有退缩,而是计划依托昆明动物所承建的模式动物表型与遗传研究国家重大科技基础设施,找到既符合国标又具防控效果的新光谱。胡新天也坦陈:“退一步说,新光谱也可能效果不如现在已研制出来的光谱,但能让更多孩子受益。”
从照明领域延伸到显示领域,团队还利用猕猴模型在国内外首次明确,近距离、长时间使用电子显示屏可诱发近视,为未来“健康屏”的研发提供了科学依据和必要的实验平台。同时,基于调节人体节律系统的新理论框架,护眠灯等新产品也在布局。
编辑:刘天宇
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