Глюкозные аккумуляторы, заряжаемые от слезы, могут питать "умные" контактные линзы

Несмотря на большие успехи в области создания "умных" контактных линз, остается одна проблема - как безопасно и незаметно обеспечить их питанием? Возможно, сингапурские ученые нашли ответ на этот вопрос в виде ультратонкой батареи, заряжаемой слезной жидкостью.

В последние годы появились контактные линзы с электронным дополнением, предназначенные для различных целей - от мониторинга глаукомы, доставки лекарств для глаз до проецирования изображений дополненной реальности в поле зрения пользователя. Однако, по мнению специалистов Наньянского технологического университета под руководством доцента Ли Сок Ву, способ питания большинства таких устройств далек от идеального.

Наиболее распространенная система зарядки аккумуляторов для "умных" контактных линз требует наличия металлических электродов в линзе, которые вредны, если попадают в невооруженный человеческий глаз", - говорит доктор Юн Чжонхун, один из первых авторов статьи, посвященной этому исследованию. "Другой способ питания линз - индукционная зарядка - требует наличия в линзе [металлической] катушки для передачи энергии, подобно беспроводной зарядной панели для смартфона".

Предложенная командой альтернатива представляет собой интегрированную в линзу батарею 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, содержащимися в этой жидкости, создавая электрический заряд в воде, входящей в состав батареи.

В ходе лабораторных испытаний, проведенных на имитаторе человеческого глаза, батарея смогла выдать ток 45 микроампер и максимальную мощность 201 микроватт, что, по мнению ученых, достаточно для беспроводной передачи данных с "умной" контактной линзы в течение как минимум 12 часов. В текущем виде батарея выдерживает до 200 циклов зарядки/разрядки - для сравнения, аналогичные литий-ионные батареи обычно выдерживают от 300 до 500 циклов.

Кроме того, хотя слезная жидкость пользователя может поддерживать работу линзы в течение дня, исследователи предлагают помещать ее на ночь (не менее чем на восемь часов) в физиологический раствор, чтобы каждый день она начиналась с полной зарядки.

Работа, посвященная этому исследованию, недавно была опубликована в журнале Nano Energy.