عدسات لاصقة ذكية تزود بطاقة رمشات العين

عدسات ذكية مُزودة بمولد هجين للطاقة

تُبشر العدسات اللاصقة الذكية بامكانيات واسعة النطاق، مثل مراقبة المؤشرات الصحية، وإيصال الأدوية الموجهة لعلاج أمراض العيون، وتوفير تجارب الواقع المعزز، وعرض المعلومات مباشرة أمام عينيك. ومع ذلك، لطالما شكلت العين تحديًا كبيرًا في تصميم الإلكترونيات نظرًا لحساسيتها العالية - حيث تُقدر حساسية القرنية بأنها أعلى بمقدار 300 إلى 600 مرة من حساسية الجلد.

رغم النجاح في تطوير رقائق مرنة وصغيرة، إلا أن بناء مصادر طاقة مناسبة للعدسات اللاصقة كان أكثر صعوبة. فمن الواضح أن البطاريات والأسلاك الضخمة لن تكون عملية. كما أن الحلول المتوفرة حاليًا، مثل الشحن طوال الليل أو استخدام بطاريات خارجية، ليست مثالية.

وحدة توليد طاقة هجينة

طور باحثون من جامعة يوتا حلاً أفضل: وحدة توليد طاقة هجينة مصممة خصيصًا للأجهزة القائمة على العين. لقد وُصفت هذه الوحدة في ورقة بحثية نُشرت في مجلة "سمول" في 13 مارس 2023، حيث نجح الباحثون في دمج خلية شمسية مصنوعة من السيليكون المرن مع جهاز يحول الدموع إلى طاقة. يمكن لهذا النظام توفير طاقة كافية لتشغيل العدسات اللاصقة الذكية والأجهزة الأخرى المرتبطة بالعين.

خلايا كهروضوئية وبطاريات هوائية-معدنية

لتصنيع حزمة الطاقة، قام الباحثون ببناء خلايا شمسية مرنة ومُصغرة من السيليكون لالتقاط الضوء من الشمس والمصادر الاصطناعية. ثم قاموا بربط 8 خلايا بلورية صلبة معًا وتغليفها في بوليمر مرن لإنشاء نظام كهروضوئي مرن.

النصف الثاني من النظام هو بطارية هوائية-معدنية تعمل بالرمش. تعمل الإلكتروليتات الموجودة في دموع مرتدي العدسة كوقود حيوي لإنتاج الطاقة. عندما تكون العين مفتوحة تمامًا، يتوقف توليد الطاقة. وعندما يبدأ الجفن في الرمش، تتفاعل إلكتروليتات الدموع مع قطب المغنيسيوم، مما ينتج عنه أكسدة وتوليد إلكترونات. ثم تتلامس إلكتروليتات الدموع مع كل من الأنود والكاثود البلاتيني، مما يولد المزيد من الطاقة من خلال مزيد من الأكسدة على سطح الأنود وتقليل الأكسجين على سطح الكاثود.

ترتبط هذان المكونان بدارة إدارة الطاقة ومكثف فائق مدمج. وينتج النظام حوالي 150 ميكرو واط من الطاقة عند فرق جهد ثابت يبلغ 3.3 فولت، دون الحاجة إلى هوائيات أو حزم بطارية خارجية أو عُلب شحن خاصة.

تطبيقات في مراقبة صحة العين

إلى جانب التطبيقات الاستهلاكية، يرى الباحثون إمكانات واعدة لاستخدام هذه التقنية في مراقبة صحة العين، مثل طول النظر الشيخوخي والغلوكوما. ويمكن للكشف في الوقت الحقيقي عن العلامات التحذيرية لهذه الحالات أن يُغير حياة المرضى بشكل كبير.