В мире "умных" контактных линз одной из главных проблем является поиск безопасного и эффективного способа питания этих инновационных устройств. Однако ученые из Наньянского технологического университета (Сингапур), возможно, нашли решение этой проблемы с помощью ультратонкой батареи, заряжаемой слезной жидкостью.
Умные контактные линзы разрабатываются для различных целей, включая мониторинг глаукомы, доставку лекарств для глаз и даже проецирование изображений дополненной реальности. Однако традиционные методы питания таких линз оказались не совсем идеальными. Чаще всего используются металлические электроды, которые могут быть вредны при невооруженном глазе. В качестве альтернативы используется индукционная зарядка, требующая наличия металлической катушки в линзе, подобно беспроводным зарядным панелям для смартфонов.
Сингапурская исследовательская группа под руководством доцента Ли Сок Ву предложила альтернативное решение - интегрированный в линзу аккумулятор толщиной 0,5 мм, использующий воду и покрытие из фермента, называемого глюкозооксидазой. Когда батарея погружается в базальную слезную жидкость, которая естественным образом покрывает наши глаза, фермент вступает в реакцию с ионами натрия и хлорида в жидкости, создавая электрический заряд в воде, входящей в состав батареи.
В ходе лабораторных испытаний, проведенных на имитаторе человеческого глаза, батарея, заряженная слезной жидкостью, вырабатывала ток 45 микроампер и максимальную мощность 201 микроватт. По мнению исследователей, этого достаточно для беспроводной передачи данных от "умной" контактной линзы в течение как минимум 12 часов. В настоящее время батарея выдерживает до 200 циклов заряда/разряда, в то время как литий-ионные батареи обычно рассчитаны на 300-500 циклов.
Для обеспечения оптимальной работы линзы исследователи рекомендуют помещать ее на ночь в физиологический раствор не менее чем на восемь часов, чтобы полностью зарядить ее на весь день.
Это новаторское исследование было опубликовано в журнале Nano Energy и привлекло внимание экспертов в данной области. Доктор Юн Чжонхун, один из первых авторов исследования, объясняет значение этой разработки: "Наиболее распространенная система зарядки аккумуляторов для умных контактных линз требует наличия металлических электродов в линзе, которые вредны при попадании на них невооруженного человеческого глаза. В то же время другой способ питания линз - индукционная зарядка - требует наличия в линзе [металлической] катушки для передачи энергии, подобно беспроводной зарядной панели для смартфона".
Батарея, заряжаемая слезной жидкостью, открывает новые возможности для будущего "умных" контактных линз. Благодаря безопасному и незаметному источнику питания эти линзы смогут и дальше развивать свои возможности и сферы применения. Потенциальное влияние на здравоохранение и дополненную реальность огромно, поскольку эти линзы могут произвести революцию в мониторинге и лечении заболеваний глаз и улучшить наши зрительные ощущения.
