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.
