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，就會對人體造成傷害。同時，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[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，這種酶就會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。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），這樣每天開始時鏡片都能充滿電。

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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