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
Раскрыта главная тайна антарктического льда: ученые узнали, как и кем была взломана природная защита Шестого континента
Похоже, той Антарктиде, которую мы знаем, приходит конец. Впрочем, это не точно...
Древнеримский артефакт переписывает историю Америки: Колумб был не первым?
Почему находка из индейской могилы почти 100 лет вызывает ожесточенные споры среди археологов и историков?...
Тайна гибели сибирского «Титаника»: почему некоторые детали катастрофы 1921 года неизвестны даже сейчас?
Поразительно, но тогда судьи единогласно оправдали капитана парохода. Так кто же тогда был виновником этого страшного происшествия?...
Еще раз об убийстве Андрея Боголюбского: что рассказали кости погибшего князя?
Профессор судебной медицины поправил историков и выявил неточности древних летописей...
Японец 26 лет ждал, пока раскроют убийство его жены. Часть 2. Расплата
Как наука отменила срок давности у преступления? И какая тайна осталась не раскрытой?...
Японец 26 лет ждал, пока раскроют убийство его жены
Как новейшие технологии помогли сдвинуть с места нераскрываемое дело...
Главный секрет человеческого дыхания: ученые рассказали, почему мы дышим «вахтовым методом»
Эксперты предупреждают: из-за особенности организма многие люди не смогут попасть в космос. Но решение все-таки есть...
Жители Анд переписали свою ДНК: почему горные индейцы пьют ядовитую воду, но чувствуют себя при этом хорошо?
По словам ученых, эволюция сделала красивый и хитрый ход. И это не иммунитет к токсинам, а нечто другое, более интересное...
43 000 черепков открыли тысячелетние тайны Древнего Египта
Почему глиняная библиотека Атрибиса потрясла весь археологический мир?...
Ядерный взрыв на Луне: для чего советские ученые хотели провести такой грандиозный эксперимент?
Зачем России атомный реактор на Луне и как он поможет нам добраться до Венеры?...
Почему эти меры не спасут Антарктиду: пять проектов по спасению ледников оказались провалом
Эксперт жестко проанализировал самые популярные программы по сохранению льда на Шестом континенте. Увы, они оказались невыполнимой фантастикой, причем опасно...