Глазные линзы, которые заряжаются слезами: новое устройство для улучшения зрения

Хотя в области «умных» контактных линз достигнуты большие успехи, остается одна проблема: как безопасно и незаметно обеспечить их питанием? Сингапурские ученые могут найти ответ в виде ультратонкой батареи, заряженной слезной жидкостью.
Глазные линзы, которые заряжаются слезами: новое устройство для улучшения зрения
Nanyang Technological University

В последние годы мы стали свидетелями разработки контактных линз с электронным расширением для самых разных целей: от мониторинга глаукомы до введения глазных лекарств и проецирования изображений дополненной реальности в зрение пользователя. По данным команды Наньянского технологического университета под руководством профессора Ли Сок У, способ питания большинства таких устройств далек от идеала.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

«Наиболее распространенная система зарядки аккумулятора для умных контактных линз требует наличия металлических электродов в самой линзе. Вступая в контакт с незащищенным человеческим глазом, они могут нанести ему вред, — рассказал доктор Юн Джонхун, соавтор статьи об исследовании. — Другой режим питания линз, индукционная зарядка, требует наличия [металлической] катушки в объективе для передачи энергии, что очень похоже на беспроводную зарядную площадку для смартфона».

Альтернативой, предложенной командой, является встроенная в линзу батарея 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 в этой жидкости, генерируя электрический заряд в воде в батарее.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

В ходе лабораторных испытаний, проведенных на моделируемом человеческом глазу, батарея смогла выдать ток силой 45 микроампер и максимальную мощность 201 микроватт, чего, по утверждению ученых, будет достаточно для беспроводной передачи данных с умной контактной линзы в течение как минимум 12 часов. В своем нынешнем виде аккумулятор выдерживает до 200 циклов зарядки/разрядки — напротив, аналогичные литий-ионные аккумуляторы обычно работают от 300 до 500 циклов.

Кроме того, хотя слезная жидкость пользователя может помочь линзе работать в течение дня, исследователи предлагают поместить ее в физиологический раствор на ночь (минимум на восемь часов), чтобы она начинала каждый день полностью заряженной.