用淚液充電的葡萄糖電池可為智能隱形眼鏡提供能量
【資料圖】
盡管"智能"隱形眼鏡領(lǐng)域取得了長足進(jìn)步,但仍存在一個(gè)挑戰(zhàn)--如何安全、隱蔽地為隱形眼鏡供電?新加坡科學(xué)家可能已經(jīng)找到了答案,那就是用淚液供電的超薄電池。
近年來,我們看到電子增強(qiáng)隱形眼鏡不斷被開發(fā)出來,從監(jiān)測青光眼到提供眼科藥物,再到向佩戴者的視野投射增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖像,無所不包。然而,根據(jù)李錫宇副教授領(lǐng)導(dǎo)的南洋理工大學(xué)團(tuán)隊(duì)的研究,大多數(shù)此類設(shè)備的供電方式并不理想。
該研究論文的第一作者之一 Yun Jeonghun 博士說:"智能隱形眼鏡最常見的電池充電系統(tǒng)需要在鏡片中加入金屬電極,如果金屬電極暴露在人的肉眼下,就會(huì)對人體造成傷害。同時(shí),另一種為鏡片供電的模式--感應(yīng)充電,需要在鏡片中安裝一個(gè)[金屬]線圈來傳輸電力,就像智能手機(jī)的無線充電板一樣。"
該團(tuán)隊(duì)提出的替代方案是一種 0.5 毫米薄的鏡片集成電池,它結(jié)合了水和一種稱為葡萄糖氧化酶的酶涂層。當(dāng)這種扁平的柔性電池浸入覆蓋在我們眼睛上的基礎(chǔ)淚液中時(shí),這種酶就會(huì)與液體中的鈉離子和氯離子發(fā)生反應(yīng),從而在電池中的水中產(chǎn)生電荷。
在對模擬人眼進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)室測試中,這種電池能產(chǎn)生 45 微安的電流和 201 微瓦的最大功率,科學(xué)家稱這足以讓智能隱形眼鏡無線傳輸數(shù)據(jù)至少 12 小時(shí)。在目前的形式下,這種電池最多可持續(xù) 200 次充放電循環(huán)--相比之下,類似的鋰離子電池通常可持續(xù) 300 到 500 次循環(huán)。
此外,雖然用戶的淚液可以幫助鏡片保持全天運(yùn)行,但研究人員建議將鏡片放在生理鹽水中過夜(至少八小時(shí)),這樣每天開始時(shí)鏡片都能充滿電。
有關(guān)這項(xiàng)研究的論文最近發(fā)表在《納米能源》雜志上。
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