Корейские инженеры создали контактную линзу со светодиодом, работающую автономно благодаря ионистору, заряжаемому беспроводным методом.
Они успешно протестировали линзу на манекене, кролике и человеке. Разработанную конструкцию можно использовать для создания умных линз с различными датчиками.
Известно, что уровень веществ в крови коррелирует с таковым в слезе. Из-за этого ученые давно работают над системами, неинвазивно измеряющими уровень глюкозы в крови через анализ слезы. Например, в 2014 году Google анонсировала разработку умной контактной линзы с датчиком глюкозы, который помог бы больным диабетом отслеживать свое состояние без необходимости прокалывать палец для анализа крови. Однако до сих пор ни одна компания не производит такие линзы, потому что ученые столкнулись с множеством технологических преград при разработке умных линз.
В прошлом году группа корейских инженеров создала один из наиболее совершенных прототипов умных линз. Тогда им удалось совместить в линзе датчик глюкозы, светодиод для отображения уровня вещества в слезе и антенну для беспроводного питания. Однако на практике линзу с такой конструкцией использовать невозможно, потому что контур для беспроводного питания должен располагаться на расстоянии примерно в сантиметр от нее. Теперь инженеры под руководством Чан Ун Пака (Jang-Ung Park) из Университета Ёнсе создали новую версию умной контактной линзы, оборудовав ее ионистором для работы без источника питания.
Линза состоит из двух прозрачных слоев силиконового эластомера, между которыми расположена электроника: светодиод, питающий его ионитстор и антенна для зарядки ионистора, а также соединенный с ней выпрямитель тока. Главное нововведение в этом прототипе — ионистор для автономной работы. Он состоит из металлических хромо-золотых круговых электродов, на которые с помощью печати наносят углеродные электроды на основе нанотрубок и связующих компонентов, а также твердотельный полимерный элеткролит.
Схема умной контактной линзы
Поскольку в этой работе инженеры сконцентрировались на источнике питания, они не включили в прототип датчик глюкозы. Вместо этого после зарядки линза просто включает светодиод и работает до момента разрядки. Для зарядки к линзе необходимо поднести индукционную катушку с переменным током. Во время экспериментов инженеры держали катушку возле линзы в глазу манекена на протяжении 45 секунд, после чего светодиод в линзе работал в течение одной минуты.
Поскольку во время эксперимента линза не нагревалась до температуры выше 23 градусов Цельсия, авторы решили проверить ее на кролике, а затем и на человеке. Во время эксперимента испытуемый не почувствовал каких-либо негативных эффектов, например, высокой температуры линзы.
Создание полноценной умной линзы для больных диабетом также становится ближе благодаря другим разработкам. Например, в 2016 году группа американских и китайских ученых создала прозрачный датчик глюкозы. Он работает на основе прозрачного полевого транзистора, свойства которого меняются при изменении концентрации глюкозы.
