Lentes de contacto inteligentes alimentados por batería micrométrica basada en lágrimas pueden detectar enfermedades

Los lentes de contacto avanzados, conocidas como lentes de contacto inteligentes, tienen la notable capacidad de mostrar información visible en nuestras córneas y facilitar el acceso a la realidad aumentada. Estos lentes tienen múltiples propósitos, incluida la corrección de la visión, el monitoreo de la salud y la detección de enfermedades para personas con afecciones crónicas como diabetes y glaucoma. En el futuro, podrían incluso capturar y transmitir las experiencias sensoriales de los usuarios a un almacenamiento de datos basado en la nube. Sin embargo, la materialización de este potencial depende del desarrollo de una batería adecuada y segura para alimentar estos lentes. Las baterías recargables existentes dependen de cables que contienen metal o bobinas de inducción, lo que las hace inapropiadas para uso ocular debido a las molestias y los riesgos asociados.

Científicos de NTU Singapur (Singapur) han creado con éxito una batería flexible, tan delgada como una córnea humana, que almacena electricidad cuando se sumerge en una solución salina, ofreciendo así el potencial de alimentar lentes de contacto inteligentes. La batería desarrollada por NTU está construida con materiales biocompatibles y no contiene cables ni metales tóxicos pesados que se encuentran en las baterías de iones de litio y los sistemas de carga inalámbricos. Cuenta con un recubrimiento a base de glucosa que interactúa con los iones de sodio y cloruro en la solución salina circundante. El agua que contiene la batería funciona como conducto para generar electricidad. La batería también puede aprovechar la energía de las lágrimas humanas, que contienen iones de sodio y potasio en concentraciones más bajas. Las pruebas con una solución de lágrimas simuladas indicaron que la vida útil de la batería podría extenderse en una hora por cada ciclo de uso de doce horas. Además, se puede cargar de forma convencional mediante una fuente de alimentación externa.

La innovación se puso a prueba utilizando un ojo humano simulado. Con apenas 0,5 milímetros de grosor, la batería extrae energía de las lágrimas basales, las lágrimas continuas que forman una fina película sobre nuestros globos oculares. El recubrimiento de glucosa oxidasa de la batería reacciona con los iones de sodio y cloruro de las lágrimas, generando corriente dentro de los lentes de contacto para que funcionen los dispositivos integrados. Se demostró que la batería produce una corriente de 45 microamperios y una potencia máxima de 201 microvatios, suficiente para alimentar lentes de contacto inteligentes. Las pruebas de laboratorio revelaron que la batería se podía cargar y descargar hasta 200 veces, mientras que las baterías típicas de iones de litio soportan entre 300 y 500 ciclos de carga. El equipo de investigación sugiere que la batería se sumerja en una solución adecuada rica en iones de glucosa, sodio y potasio durante al menos ocho horas durante el sueño para facilitar la carga. El equipo de NTU tiene como objetivo mejorar aún más la producción eléctrica de la batería y colaborar con los fabricantes de lentes de contacto para implementar esta tecnología.

"Aunque la transmisión de energía inalámbrica y los supercondensadores suministran alta potencia, su integración presenta un desafío importante debido a la cantidad limitada de espacio en el lente", dijo la coautora principal, la Sra. Li Zongkang, estudiante de doctorado de la EEE de NTU. “Al combinar la batería y la celda de biocombustible en un solo componente, la batería puede cargarse sola sin necesidad de espacio adicional para componentes con cables o inalámbricos. Además, los electrodos colocados en el lado exterior del lente de contacto garantizan que no se pueda obstruir la visión del ojo”.

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NTU Singapur