Во времена, когда происходит все более тесное «сближение» технологий с нашим телом, даже слезы могут стать носителем энергии: например, для питания контактных линз будущего.
Представьте себе, что вы можете видеть через умные контактные линзы, следить за своим здоровьем или проецировать изображения дополненной реальности, и все это благодаря силе слезной жидкости.
Проблема умных контактных линз
Контактные линзы на протяжении многих лет были простым инструментом для коррекции зрения, но, как и многие другие вещи в 21 веке, они тоже становятся «умными». Мы видели, как разрабатываются электронные линзы диагностировать заболевания, вводить лекарства в глаза и даже проецировать изображения дополненной реальности прямо в наше зрение. Есть только одна маленькая проблема (так сказать): как безопасно и незаметно кормить этих чудес?
Проблема традиционных аккумуляторов
По мнению команды Технологический университет Наньян под руководством доц. Проф. Ли Сок УБольшинство электронных контактных линз, находящихся в настоящее время в разработке, используют системы питания, которые далеки от идеала. «Наиболее распространенная система зарядки умных контактных линз требует наличия в линзе металлических электродов, которые вредны при воздействии на человеческий глаз», — сказал доктор. Юн Джонхун, соавтор исследования. И это еще не все: для другого метода питания, индукционной зарядки, требуется металлическая катушка в линзе, похожая на беспроводную зарядную площадку для смартфонов.
Решение: «электрические» слезы
Именно здесь в игру вступает великолепие сингапурской команды. Они предложили интегрированную в линзу батарею толщиной всего 0,5 мм, в которой используется вода и покрытие ферментом под названием глюкозооксидаза.
Когда эту плоскую гибкую батарею погружают в базальную слезную жидкость, покрывающую наши глаза, фермент вступает в реакцию с присутствующими ионами натрия и хлорида, генерируя электрический заряд в воде батареи.
Батарея «в слезах», многообещающие результаты
В ходе лабораторных испытаний на моделируемом человеческом глазе батарея продемонстрировала, что она может производить ток силой 45 микроампер и максимальную мощность 201 микроватт.
Цифры, которые, возможно, мало что вам скажут, но если представить их в перспективе: их будет достаточно для передачи данных с умной контактной линзы в течение как минимум 12 часов. Подобные литиевые батареи работают от 300 до 500 циклов, а сейчас эта батарея работает до 200 циклов.
Небольшой совет для пользователей
Хотя слезы пользователя (извините: слезная жидкость) могут поддерживать работу линзы в течение дня, исследователи предлагают замачивать ее в физиологическом растворе на ночь, обеспечивая тем самым полную зарядку каждое утро.
Исследование было опубликовано в журнале Nano Energy, и я свяжу это здесь.
Старые исследования на ту же тему
- Умные контактные линзы для биосенсорных целей
- Год: 2021
- резюме: Умные контактные линзы обладают многофункциональными биосенсорными возможностями и могут измерять молочную кислоту, глюкозу, внутриглазное давление и другие ключевые метаболиты в слезах, что делает их перспективными устройствами для диагностики и лечения глазных заболеваний и доставки лекарств. (Авторы: Синь Ма, С. Ахадиан, Сун Лю и другие, опубликовано в «Advanced Intelligent Systems»).
- Ссылка на статью
- Мягкие контактные линзы с беспроводными схемами, датчиками глюкозы и дисплеями.
- Год: 2018
- резюме: Полученные интеллектуальные контактные линзы обеспечивают работу в режиме реального времени и по беспроводной сети. Существуют тесты in vivo для мониторинга концентрации глюкозы в слезах (подходят для определения уровня глюкозы в слезах пациентов с диабетом натощак) и одновременного предоставления результатов обнаружения с помощью дисплей контактных линз. (Сделали: Пак Джихун, Ким Джухи, Ким Со-Юн и другие. Опубликовано в «Science Advances»).
- Ссылка на статью
- Водяные батарейки на основе слезы для умных контактных линз
- Год: 2021
- резюме: Эта работа может в конечном итоге обеспечить безопасное питание для интеллектуальных контактных линз без риска травм в результате потери или разрыва батареи. Исследование провели Чонхун Юн, Юнпэн Цзэн, Мубум Ким и другие и опубликовали в журнале «Нано письма».
- Ссылка на статью
