محققان دانشگاه فناوری نانیانگ (NTU) در سنگاپور باتری نازکی به اندازه میکرومتر ابداع کرده اند که می تواند لنزهای تماسی هوشمند را تغذیه کند و با اشک انسان شارژ شود.
به گزارش تکناک، لنزهای تماسی از دیرباز برای تصحیح بینایی استفاده می شده است. با پیشرفت‌های تکنولوژیکی، شرکت‌ها برای ساختن نسخه‌های هوشمندتر کار می‌کنند و به دستگاه‌هایی مانند تلفن‌های هوشمند متصل می‌شوند و اطلاعات را نزدیک به چشم کاربر نمایش می‌دهند. چنین کاربردهایی مستلزم داشتن باتری داخلی لنزها هستند.
Interesting Engineering قبلاً گزارش داده بود که چگونه شرکت‌ها نمایشگرهای واقعیت افزوده را روی لنزهای تماسی هوشمند مدیریت کرده‌اند. این دستگاه ها از باتری های بسیار نازک با سیم پیچ ها و سیم های القایی ساخته شده از فلز استفاده می کنند که خطراتی را برای چشم کاربر به همراه دارد. یک تیم تحقیقاتی به رهبری لی سوک وو، استادیار دانشکده مهندسی برق و الکترونیک NTU (EEE)، اکنون باتری ای ابداع کرده اند که از هر فلزی استفاده می کند.
باتری چگونه کار می کند؟
این باتری از مواد زیست سازگار ساخته شده و دارای پوششی مبتنی بر گلوکز است. این پوشش می تواند با یون های سدیم و کلرید موجود در آب داخل باتری واکنش داده و به عنوان مداری برای تولید برق عمل کند. از آنجایی که یون‌های سدیم و کلرید نیز در اشک یافت می‌شوند، لنزها عملاً می‌توانند با استفاده توسط کاربر شارژ شوند.
وو در یک بیانیه مطبوعاتی گفت: این تحقیق با یک سوال ساده آغاز شد که آیا می توان باتری های لنز تماسی را با اشک های انسان شارژ کرد؟ تکنیک‌های قبلی برای باتری‌های لنز کامل نبودند، زیرا یک طرف الکترود باتری شارژ شده بود و طرف دیگر شارژ نشد. رویکرد ما می‌تواند هر دو الکترود باتری را از طریق ترکیبی منحصر به فرد از واکنش آنزیمی و واکنش خودکاهشی شارژ کند. از آنجایی که این رویکرد از گلوکز و آب استفاده می کند، پس از اتمام عمر، برای کاربر و محیط زیست بی خطر هستند.
باتری چقدر می تواند انرژی داشته باشد؟
از آنجایی که باتری باریکتر از یک میلی متر است، بزرگترین سوال این است که چقدر انرژی می تواند ذخیره کند و چقدر می توان از آن استفاده کرد. برای آزمایش اختراع خود، محققان با یک مدل چشم شبیه سازی شده کار کردند.
آزمایشات آنها نشان داد که باتری می تواند جریانی معادل 45 میکرو آمپر و حداکثر توان 201 میکرووات تولید کند. این مقدار نیرو برای راه اندازی دستگاه در بیشتر ساعات روز کافی است.
اینجاست که شارژ شدن با اشک نیز کمک می کند. هنگامی که در محلول اشک شبیه سازی شده نگهداری می شود، عمر باتری می تواند به ازای هر دوازده ساعت استفاده یک ساعت دیگر افزایش یابد. در صورت عدم استفاده، باتری را می توان در محلول نمک غلیظی که حاوی مقادیر زیادی یون گلوکز، پتاسیم و سدیم برای شارژ است، نگهداری کرد.
تیم دریافت که باتری می تواند 200 چرخه شارژ-دشارژ را پشت سر بگذارد. اگرچه انتقال انرژی بی سیم و ابرخازن ها توان بالایی را تامین می کنند، اما یکپارچگی آنها به دلیل فضای محدود در لنز، چالش مهمی است. لی زونگ کانگ، دانشجوی دکترا در NTU که در این کار مشارکت داشت، گفت: با ترکیب باتری و سلول سوخت زیستی در یک جزء واحد، باتری می تواند بدون نیاز به فضای اضافی برای قطعات سیمی یا بی سیم، خود را شارژ کند. علاوه بر این، الکترودهایی که در قسمت بیرونی لنزهای تماسی قرار می‌گیرند تضمین می‌کنند که دید چشم مسدود نمی‌شود.
این تیم اکنون در حال کار بر روی افزایش میزان جریان الکتریکی است که باتری می‌تواند تخلیه کند و با شرکت‌های تولید لنز تماسی برای عرضه آن به بازار همکاری می‌کند.
