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
Поделили Москву на «зоны влияния»: генетики рассказали, как живут крысиные «народы» столицы
Почему московские грызуны оказались «неуязвимыми мутантами» и зачем им реки для жизни?...
3700-летний вирус, спрятанный в средневековых книгах, только что убил 500 тысяч животных
Сколько еще патогенов дремлет в библиотечных хранилищах Европы и России, точно не скажет ни один ученый...
Супервспышка-1947: тогда Земля избежала триллиона бомб. Но успокоилось ли Солнце?
Астрофизики говорят, что нам очень повезло со звездой. Но шансы на глобальную катастрофу все-таки есть...
«Выстрел» прямо в Землю: астрономы обнаружили черную дыру, выбрасывающую струю в сторону нашей планеты
Ученые рассказали, как это поможет разгадать важную космическую тайну...
Карта 1587 года и Ноев ковчег: почему место совпало с раскопками на Арарате?
Длина «судна», кстати, тоже совпала, и это не может не настораживать...
Самая известная мумия Южной Америки снова «заговорила»: последние ее месяцы были очень мрачными
Археологи говорят: именно на этой жестокой практике держалась вся империя инков...
Камчатка 1000 лет назад: археологи заглянули в исчезнувший мир из космоса
Предков этих людей изгнало мощное извержение вулкана, но через столетия они вернулись в родные земли...
Черная смерть — двигатель прогресса: как эпидемия чумы в корне поменяла ход истории в Европе
Неожиданно: книгопечатание, отмена крепостного права, раскол западного христианства — это лишь немногие последствия пандемии...
Не хуже Тутанхамона: почему сокровища забытых цариц из Ассирии поразили ученых?
Особенно загадочной оказалось гробница II, причем ее тайна до конца не раскрыта и по сей день...
Астрономы поймали сигнал из космоса: пришельцы или помеха?
И почему главная проблема в том, что мы мастерски сами себе мешаем за пределами Земли?...
Куда делась атомная бомба Гитлера? Физики увидели то, что упустили историки
Ученые подчеркивают: многие из громких мифов 1940-е годов, скорее всего, не выдержат проверки реальными фактами...
928 разбросанных костей в Гёбекли-Тепе: спустя 30 лет раскопок тайна древнейшего храма наконец-то раскрыта
Однако археологи признаются: от открытия им проще не стало. Напротив, все еще больше запуталось...
Тихий океан стал вести странно: молодая вода быстро стареет, а старая, наоборот, молодеет. В чем причина?
Особенно страдает северная часть океана. Но и есть хорошая новость...
Таинственные пещерные иероглифы в Мексике раскрывают давно потерянную письменность
Оказалось, что разгадки лучше всего искать не в городах, а на склонах гор в глуши...
Земля... это космическая марионетка: оказалось, что Солнце и Луна могут трясти планету сутками
Сейсмологи рассказали, что наблюдения за космическими приливами, поможет предсказывать мегаземлетрясения, цунами и даже извержения вулканов...
Что будет с Азовским морем? Российские ученые просчитали четыре варианта развития событий
Исследователи объяснили, почему при любом раскладе море не будет прежним. Но каким тогда?...