Глазные линзы, которые заряжаются слезами: новое устройство для улучшения зрения
В последние годы мы стали свидетелями разработки контактных линз с электронным расширением для самых разных целей: от мониторинга глаукомы до введения глазных лекарств и проецирования изображений дополненной реальности в зрение пользователя. По данным команды Наньянского технологического университета под руководством профессора Ли Сок У, способ питания большинства таких устройств далек от идеала.
«Наиболее распространенная система зарядки аккумулятора для умных контактных линз требует наличия металлических электродов в самой линзе. Вступая в контакт с незащищенным человеческим глазом, они могут нанести ему вред, — рассказал доктор Юн Джонхун, соавтор статьи об исследовании. — Другой режим питания линз, индукционная зарядка, требует наличия [металлической] катушки в объективе для передачи энергии, что очень похоже на беспроводную зарядную площадку для смартфона».
Альтернативой, предложенной командой, является встроенная в линзу батарея толщиной 0,5 мм, которая содержит воду и покрытие из фермента, известного как глюкозооксидаза. Когда плоская гибкая батарея погружается в базальную слезную жидкость, покрывающую наши глаза, фермент вступает в реакцию с ионами натрия и хлорида в этой жидкости, генерируя электрический заряд в воде в батарее.
В ходе лабораторных испытаний, проведенных на моделируемом человеческом глазу, батарея смогла выдать ток силой 45 микроампер и максимальную мощность 201 микроватт, чего, по утверждению ученых, будет достаточно для беспроводной передачи данных с умной контактной линзы в течение как минимум 12 часов. В своем нынешнем виде аккумулятор выдерживает до 200 циклов зарядки/разрядки — напротив, аналогичные литий-ионные аккумуляторы обычно работают от 300 до 500 циклов.
Кроме того, хотя слезная жидкость пользователя может помочь линзе работать в течение дня, исследователи предлагают поместить ее в физиологический раствор на ночь (минимум на восемь часов), чтобы она начинала каждый день полностью заряженной.