Singapur Nanyang Teknoloji Üniversitesi’nden (NTU Singapur) bilim adamları, insan korneası kadar ince, tuzlu su çözeltisine daldırıldığında elektrik depolayan ve bigün akıllı kontakt lenslere güç verebilecek esnek bir pil geliştirdiler.
Akıllı kontakt lensler, kornealarımız üstündeki görünür detayları görüntüleyebilen ve artırılmış gerçekliğe erişmek için kullanılabilen yüksek teknoloji ürünü kontakt lenslerdir. Mevcut kullanımlar içinde görüşün düzeltilmesine destek olmak, kullanıcının sağlığını seyretmek ve diyabet ve glokom şeklinde kronik sıhhat sorunları olan kişiler için hastalıkları işaretlemek ve tedavi etmek yer ediniyor. Gelecekte, kullanıcının görmüş olduğu ve duyduğu her şeyi kaydedip bulut tabanlı veri depolama alanına iletmek için akıllı kontakt lensler geliştirilebilir.
Sadece gelecekteki bu potansiyele ulaşmak için bu tarz şeyleri çalıştıracak güvenli ve uygun bir bataryanın geliştirilmesi gerekiyor. Mevcut şarj edilebilir piller, metal içeren tellere yada endüksiyon bobinlerine dayanır ve rahatsız edici olduğundan ve kullanıcı için risk teşkil ettiğinden insan gözüyle kullanıma uygun değildir.
NTU tarafınca geliştirilen pil, biyouyumlu malzemelerden yapılmış ve lityum iyon piller yada kablosuz şarj sistemlerindekiler şeklinde kablolar yada toksik ağır metaller içermiyor. Etrafını saran tuzlu su çözeltisindeki sodyum ve klorür iyonlarıyla reaksiyona giren glikoz bazlı bir kaplamaya haiz olup pilin ihtiva ettiği su, elektriğin üretilmesi için ‘tel’ yada ‘dönem’ görevi görüyor.
Pil, daha düşük konsantrasyonda sodyum ve potasyum iyonları içerdiğinden insan gözyaşlarıyla da çalıştırılabilir. Mevcut pili simüle edilmiş bir yırtılma çözümüyle kontrol eden araştırmacılar, kullanıldığı her on iki saatlik kullanım döngüsünde pilin ömrünün bir saat daha uzayacağını gösterdi. Pil ek olarak harici bir güç deposu ile geleneksel olarak şarj edilebilir.
Araştırmayı yöneten NTU Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Okulu’ndan (EEE) Doçent Lee Seok Woo şunları söylemiş oldu: “Bu araştırma kolay bir soruyla başladı: Kontakt lens pilleri gözyaşlarımızla tekrardan şarj edilebilir mi? Kendimiz için de benzer örnekler vardı. – insan teriyle çalışan giyilebilir teknoloji pilleri şeklinde şarj pilleri.
“Sadece, lens pilleri için önceki teknikler, pil elektrotunun bir tarafı şarj edildiğinden ve öteki tarafı şarj edilmediğinden muhteşem değildi. Bizim yaklaşımımız, benzersiz bir enzimatik tepki ve kendi kendini indirgeme reaksiyonu kombinasyonu yöntemiyle bir pilin her iki elektrotunu da şarj edebilir. şarj mekanizması, elektrik üretmek için yalnız glikoz ve suya dayanıyor; her ikisi de insanoğlu için güvenli ve geleneksel pillerle karşılaştırıldığında atıldığında çevreye daha azca zarar veriyor.”
NTU’nun EEE’sinden bir araştırma görevlisi olan ilk yazar Dr. Yun Jeonghun şunları söylemiş oldu: “Akıllı kontakt lensler için en yaygın pil şarj sistemi, lenslerde metal elektrotlar gerektirir ve bunlar çıplak insan gözüne maruz kaldığında zararlıdır. Ayrıca, bir başkası da Lenslere güç verme modu olan indüksiyonlu şarj, akıllı telefonlardaki kablosuz şarj pedine benzer şekilde, gücü iletmek için lensin içinde bir bobin bulunmasını gerektirir. Gözyaşı bazlı pilimiz, bu iki yöntemin ortaya çıkardığı iki ihtimaller içinde endişeyi ortadan kaldırırken bununla birlikte yer tasarrufu sağlar. akıllı kontakt lenslerin geliştirilmesinde daha çok yenilik için.”
Biyomedikal ve nano ölçekli optik alanında uzmanlaşan ve çalışmada yer almayan NTU Makine ve Havacılık ve Uzay Mühendisliği Okulu Doçenti Murukeshan Vadakke Matham, araştırma ekibi tarafınca meydana getirilen çalışmanın önemine dikkat çekerek şunları söylemiş oldu: “Bu pil glikoza dayalı olduğundan İnsanlarda naturel olarak bulunan ve gözyaşlarımızdaki şeklinde klorür ve sodyum iyonları tarafınca desteklenen oksidazın insan kullanımına uygun ve uygun olması gerekir.Bunun yanında akıllı kontakt lens endüstrisi, ince, biyouyumlu ve insan kullanımına uygun bir pil arıyor. ağır metaller içermiyor ve bu buluş, endüstrinin karşılanmamış bazı gereksinimlerini karşılamak için bunların geliştirilmesine daha çok destek olabilir.”
Araştırma ekibi, NTU’nun inovasyon ve kurumsal şirketi NTUitive vesilesiyle patent başvurusunda bulunmuş oldu. Ek olarak buluşlarını ticarileştirmeye çalışıyorlar.
Bulgular bilimsel dergide gösterildi Nano Enerji Haziranda.
Bana bir akım ağla
Ekip, buluşlarını simüle edilmiş bir insan gözü kullanarak gösterdi. Ortalama 0,5 milimetre inceliğinde olan pil, lenslerin içine yerleştirilmiş cihazların emek harcaması için bazal gözyaşlarıyla (gözbebeklerimizin üstünde ince bir film oluşturan devamlı gözyaşları) reaksiyona girerek elektrik gücü üretiyor.
Esnek ve düz pil, glikoz oksidaz kaplaması gözyaşlarındaki sodyum ve klorür iyonlarıyla reaksiyona girdiğinde, kontakt lenslerde güç ve akım ürettiğinde, indirgeme adında olan bir işlem yöntemiyle elektriği boşaltıyor.
Ekip, pilin 45 mikroamperlik bir akım ve maksimum 201 mikrowattlık bir güç üretebildiğini, bunun da akıllı bir kontakt lense güç sağlamak için kafi olacağını gösterdi.
Laboratuvar testleri pilin 200 defaya kadar şarj edilip boşaltılabileceğini gösterdi. Tipik lityum iyon pillerin ömrü 300 ila 500 şarj döngüsüdür.
Ekip, pilin kullanıcı uykudayken şarj edilmesi için yüksek oranda glikoz, sodyum ve potasyum iyonu içeren uygun bir çözelti içinde minimum sekiz saat süreyle tutulmasını öneriyor.
Ortak ilk yazar, NTU EEE’den doktora talebesi Kadın Li Zongkang şunları söylemiş oldu: “Kablosuz güç iletimi ve süper kapasitörler yüksek güç sağlasa da, lensteki sınırı olan alan miktarı sebebiyle bunların entegrasyonu mühim bir güçlük teşkil ediyor. Pil ve biyoyakıtın birleştirilmesiyle Hücrenin tek bir bileşene dönüşmesiyle pil, kablolu yada kablosuz bileşenler için ek alana gerek kalmadan kendi kendini şarj edebiliyor. Ek olarak kontakt lensin dış kısmına yerleştirilen elektrotlar, gözün görüşünün engellenememesini sağlıyor.”
NTU ekibi, pilin boşalma edebileceği elektrik akımı miktarını çoğaltmak için daha çok araştırma yürütecek. Ek olarak teknolojilerini uygulamak için çeşitli kontakt lens şirketleriyle beraber çalışacaklar.
Source: www.sciencedaily.com