Аккумулятор для «умных» контактных линз заряжается от слёз

Несмотря на существенный прогресс в сфере «умных» контактных линз, одной из ключевых проблем остаётся питание подобных устройств. Как безопасно и незаметно обеспечить столь небольшие носимые гаджеты источником питания? Сингапурские учёные предполагают, что они нашли ответ на этот вопрос в форме сверхтонкого аккумулятора, который заряжается при помощи человеческих слёз.

В последние годы мы имеем возможность наблюдать развитие контактных линз со всевозможной электронной «полезной нагрузкой», которую можно было бы использовать для самых разнообразных задач от мониторинга глаукомы и доставки глазных медикаментов до проектирования элементов дополненной реальности напрямую в глаз пользователя. Однако, по словам профессора Ли Ву Сока из Наньянского технологического университета, ни одна из существующих разработок не имеет оптимального источника питания, и его команда взялась за исправление этого аспекта. Большинство систем зарядки аккумуляторов для умных контактных линз требуют наличия металлических электродов в теле самих линз, что может быть вредно и опасно для невооружённого человеческого глаза. Ещё один альтернативный метод зарядки батарей – индукционный – предполагает, что в толще линзы будет находиться металлическая спираль, подобная элементам беспроводной зарядки для смартфонов.

Взамен всем упомянутым вариантам команда профессора Сока предложила альтернативу в виде интегрированной батареи толщиной 0,5 мм. В её состав входит вода и фермент глюкозооксидаза. При контакте плоского гибкого аккумулятора с базовой слезой, которая выделяется в нашем организме постоянно и используется для смачивания склеры и роговицы, фермент реагирует с ионами натрия и хлорида в составе жидкости, генерируя электрический заряд в водной основе батареи. Лабораторные тесты на симуляции человеческого глаза показали, что такой аккумулятор может создавать ток силой 45 мкА мощностью до 201 мкВт. По словам учёных, этого достаточно для обеспечения беспроводной передачи данных между контактными линзами и условным хабом на протяжении как минимум 12 часов.

В текущей форме мягкая батарея для «умных» контактных линз способна произвести до 200 циклов зарядки / разрядки. Для сравнения, схожие по параметрам литий-ионные аккумуляторы обычно выдерживают от 300 до 500 циклов. Исследователи отмечают, что слёзы смогут подзаряжать такой источник питания на протяжении дня, однако вне режима эксплуатации, например, в ночное время, его можно заряжать полностью, помещая «умные» контактные линзы в солевой раствор, как это делают и с обычными линзами для зрения.