Слезы — источник энергии для смарт-линз: новое изобретение сингапурских ученых
Смарт-линзы — высокотехнологичные контактные линзы, способные отображать видимую информацию на наших роговицах и использоваться для доступа к дополненной реальности. Они могут помогать корректировать зрение, отслеживать состояние здоровья и выявлять заболевания, такие как диабет и глаукома. В будущем смарт-линзы могут быть разработаны так, чтобы записывать и передавать все, что носитель видит и слышит, в облачное хранилище данных.
Однако для достижения этого потенциала необходимо разработать безопасный и подходящий аккумулятор, который мог бы их питать. Существующие перезаряжаемые батареи полагаются на провода или индукционные катушки, которые содержат металл и непригодны для использования в человеческом глазу, так как они неудобны и представляют риски для пользователя.
Ученые из Технологического университета Наньянга в Сингапуре разработали гибкий аккумулятор толщиной всего 0,5 мм, который может питать смарт-линзы и заряжаться слезами. Батарея изготовлена из биосовместимых материалов и не содержит проводов или токсичных тяжелых металлов, подобных тем, что используются в литий-ионных батареях или беспроводных системах зарядки.
Батарея имеет покрытие на основе глюкозы, которое реагирует с натрием и хлоридами в водном растворе внутри батареи, служа цепью для генерации электричества. Поскольку натрий и хлориды также содержатся в слезах, линзы практически могут заряжаться, когда их носят.
— профессор Ли Сок У из школы электротехники и электроники Технологического университета Наньянга.
Поскольку метод использует глюкозу и воду, они безопасны для пользователя и окружающей среды после окончания срока службы.
Поскольку батарея тоньше миллиметра, самый большой вопрос — сколько энергии она может упаковать и как долго она может использоваться. Для проверки своего изобретения исследователи работали с имитационной моделью глаза. Их эксперименты показали, что батарея может производить ток 45 микроампер и максимальную мощность 201 микроватт. Этого количества энергии достаточно для работы устройства большую часть дня. Здесь также помогает зарядка слезами. Когда батарею держат в имитационном растворе слез, срок ее службы увеличивается на дополнительный час за каждый двенадцатичасовой цикл использования. Когда она не используется, батарею можно заряжать в концентрированном солевом растворе, который содержит большое количество глюкозы, калия и натрия.
Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.
Однако для достижения этого потенциала необходимо разработать безопасный и подходящий аккумулятор, который мог бы их питать. Существующие перезаряжаемые батареи полагаются на провода или индукционные катушки, которые содержат металл и непригодны для использования в человеческом глазу, так как они неудобны и представляют риски для пользователя.
Ученые из Технологического университета Наньянга в Сингапуре разработали гибкий аккумулятор толщиной всего 0,5 мм, который может питать смарт-линзы и заряжаться слезами. Батарея изготовлена из биосовместимых материалов и не содержит проводов или токсичных тяжелых металлов, подобных тем, что используются в литий-ионных батареях или беспроводных системах зарядки.
Батарея имеет покрытие на основе глюкозы, которое реагирует с натрием и хлоридами в водном растворе внутри батареи, служа цепью для генерации электричества. Поскольку натрий и хлориды также содержатся в слезах, линзы практически могут заряжаться, когда их носят.
Это исследование началось с простого вопроса: можно ли заряжать батареи для контактных линз нашими слезами? Предыдущие методы для батарей линз были несовершенными, так как одна сторона электрода батареи заряжалась, а другая — нет. Наш подход может заряжать оба электрода батареи с помощью уникального сочетания ферментативной реакции и самовосстановительной реакции
— профессор Ли Сок У из школы электротехники и электроники Технологического университета Наньянга.
Поскольку метод использует глюкозу и воду, они безопасны для пользователя и окружающей среды после окончания срока службы.
Поскольку батарея тоньше миллиметра, самый большой вопрос — сколько энергии она может упаковать и как долго она может использоваться. Для проверки своего изобретения исследователи работали с имитационной моделью глаза. Их эксперименты показали, что батарея может производить ток 45 микроампер и максимальную мощность 201 микроватт. Этого количества энергии достаточно для работы устройства большую часть дня. Здесь также помогает зарядка слезами. Когда батарею держат в имитационном растворе слез, срок ее службы увеличивается на дополнительный час за каждый двенадцатичасовой цикл использования. Когда она не используется, батарею можно заряжать в концентрированном солевом растворе, который содержит большое количество глюкозы, калия и натрия.
Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Контрабандисты оккупировали Восточную Африку: зачем черных муравьев тайно вывозят в Китай и Европу?
Эксперты предупреждают: такой вывоз в итоге закончится непоправимой экологической катастрофой...
В мире заканчивается речной песок: чем это грозит человечеству?
Ученые говорят, что это самая не замечаемая, а оттого опасная проблема, которая уже касается миллионов людей...
К 2060 году половина плотин в мире выйдет из строя: США — главные в черном списке
Эксперты говорят: если не принять меры, часть Соединенных Штатов может полностью опустеть...
В России снова захотели строить железную дорогу в Индию: почему не удались прошлые попытки?
Эксперты говорят: дерзкий проект мог бы принести российской казне миллиардные прибыли...
За рамками науки: дети, которые помнят свои прошлые жизни
Ученые говорят, что феномена реинкарнации нет, но факты утверждают обратное...
Кольца на деревьях раскрыли тайну гибели последней империи кочевников в Евразии
Поразительно, но падение Джунгарского ханства началось за тысячи километров от Азии, в Северной Атлантике...
Самый наглый археологический фейк в истории: итальянец 20 лет показывал туристам фальшивый амфитеатр Цезаря
Судебный процесс длилось почти десятилетие, но даже сейчас эта история очень далека от завершения...
Тайна огней Марфы, 150 лет не дававшая покоя ученым, похоже, разгадана
Болотный газ? Огни святого Эльма? НЛО? Ответ оказался намного проще и сложнее одновременно...
Немецкий ученый был главным в секретной ракетной программе: однажды он вышел из кабинета и исчез навсегда
Как операция «Дамоклов меч» пресекла главную военную операцию целого государства...
«Сувенир» от неандертальцев: секреты этих мутаций не разгаданы до конца
Они живут в ДНК 47 000 лет, но почему их совсем нет у африканцев, зато много у жителей Южной Азии...
Авокадо ежедневно меняет пол, и исследователи, наконец, выяснили, как именно
Почему селекционеры и ботаники ждали этого открытия более 100 лет?...
Этим книгам осталось жить считаные дни: кто охотится на очень редкие экземпляры, а затем уничтожает их?
Эксперты бьют тревогу: это, пожалуй, самый циничный поворот в истории книгопечатания...