Een revolutie in slimme contactlenzen: traanbatterijen brengen een futuristische visie tot leven

Home / Blog / Biotechnologie / Een revolutie in slimme contactlenzen: traanbatterijen brengen een futuristische visie tot leven

Introductie 

Stel u een wereld voor waarin uw contactlenzen u niet alleen helpen beter te zien, maar ook augmented reality-weergaven bieden of uw gezondheidsgegevens in realtime monitoren. Deze futuristische visie staat dichter bij de werkelijkheid dankzij baanbrekend onderzoek in de slimme contactlenstechnologielandschap.  

Een team van de Nanyang Technological University (NTU) in Singapore heeft een nieuwe batterij ontwikkeld die kan worden opgeladen door zoiets eenvoudigs en natuurlijks als je tranen. Deze innovatie zou een revolutie teweeg kunnen brengen in de manier waarop we slimme contactlenzen van stroom voorzien, waardoor ze veiliger en praktischer worden voor dagelijks gebruik. 

Inhoudsopgave

Achtergrondinformatie over slimme contactlenzen 

Slimme contactlenzen zijn een opkomende technologie die geminiaturiseerde elektronica integreert in de traditionele vormfactor van contactlenzen.

Deze lenzen kunnen verschillende geavanceerde functies uitvoeren, van het weergeven van augmented reality (AR)-inhoud tot het monitoren van gezondheidsparameters zoals glucosewaarden bij diabetespatiënten.

Bedrijven hebben deze technologie onderzocht om gebruikers verbeterde zicht- en gezondheidstrackingmogelijkheden te bieden zonder de noodzaak van externe apparaten.

Huidige stroomoplossingen 

Traditioneel bracht het aandrijven van deze slimme contactlenzen aanzienlijke uitdagingen met zich mee. De meeste huidige oplossingen zijn gebaseerd op dunne batterijen met inductiespoelen en metalen componenten.  

Deze componenten kunnen potentieel schadelijk zijn als ze worden blootgesteld aan het menselijk oog en compliceren vaak het ontwerp en het comfort van de lenzen. Voor inductieladen zijn bijvoorbeeld metalen spoelen in de lens nodig om stroom over te brengen, vergelijkbaar met draadloze oplaadpads voor smartphones.  

Hoewel deze methode effectief is, kan deze omvangrijk en ongemakkelijk zijn voor gebruikers. 

De innovatie: traangeladen batterijen 

Een belangrijke doorbraak op dit gebied komt van een onderzoeksteam onder leiding van Lee Seok Woo van de NTU School of Electrical and Electronic Engineering. Ze hebben een metaalvrije batterij voor slimme contactlenzen ontwikkeld die kan worden opgeladen door de tranen van de gebruiker.  

Deze batterij is gemaakt van biocompatibele materialen en gecoat met een op glucose gebaseerde laag. De coating reageert met natrium- en chloride-ionen die in tranen aanwezig zijn, waardoor elektriciteit wordt opgewekt via een enzymatisch middel. 

Hoe het werkt 

De innovatieve, traangeladen batterij werkt door een combinatie van enzymatische en zelfreductiereacties. De glucoselaag op de batterij reageert met de ionen in tranen om een ​​elektrische lading te genereren.  

Deze methode zorgt ervoor dat beide elektroden van de batterij gelijktijdig worden opgeladen, een aanzienlijke verbetering ten opzichte van eerdere technieken waarbij slechts één kant werd opgeladen. Dit ontwerp maakt de batterij niet alleen veiliger en effectiever, maar maakt ook gebruik van natuurlijke lichaamsvloeistoffen om de energie in stand te houden. 

Deze revolutionaire aanpak pakt veel van de beperkingen aan van traditionele energiebronnen voor slimme contactlenzen. De batterij is ultradun (ongeveer 0.5 mm) en flexibel, waardoor hij comfortabel in de contactlens past.  

Het produceert een stroomsterkte van 45 microampère en een maximaal uitgangsvermogen van 201 microwatt, voldoende om de lens de hele dag van stroom te voorzien. Bovendien kan hij worden opgeladen door de lens eenvoudigweg een nacht in een zoutoplossing te plaatsen, zodat hij elke dag volledig opgeladen kan starten. 

Technische gegevens 

  • Batterij Specificaties 

De door NTU-onderzoekers ontwikkelde traanbatterij beschikt over indrukwekkende technische specificaties die hem geschikt maken voor integratie in slimme contactlenzen.  

De batterij is ongelooflijk dun en meet ongeveer 0.5 mm, wat vergelijkbaar is met de dikte van de contactlens zelf. Dit ultradunne ontwerp zorgt ervoor dat de lens comfortabel blijft voor de drager en bevat tegelijkertijd geavanceerde elektronische functionaliteiten. 

De batterij genereert een stroomsterkte van 45 microampère en een maximaal vermogen van 201 microwatt.  

Deze cijfers zijn voldoende om de slimme contactlens een volledige dag te kunnen gebruiken. Dit uitgangsvermogen ondersteunt basisfunctionaliteiten zoals datatransmissie en mogelijk meer geavanceerde functies zoals augmented reality-displays en sensoren voor gezondheidsmonitoring. 

  • Oplaadmechanisme 

Het innovatieve aspect van deze batterij ligt in het dubbele oplaadmechanisme. Het kan worden opgeladen met behulp van zowel een reguliere bekabelde methode als een chemische methode waarbij de tranen van de gebruiker betrokken zijn.  

De chemische methode maakt gebruik van een op glucose gebaseerde coating op de batterij, die reageert met natrium- en chloride-ionen die in tranen aanwezig zijn. Deze reactie genereert een elektrische lading die het vermogen van de batterij aanvult. 

Praktisch gezien kan de levensduur van de batterij met een extra uur worden verlengd voor elke twaalf uur gebruik wanneer deze wordt blootgesteld aan de tranen van de gebruiker.  

Voor intensiever opladen kan de lens een nacht worden geweekt in een zoutoplossing verrijkt met glucose-, kalium- en natriumionen. Dit zorgt ervoor dat de batterij elke ochtend volledig is opgeladen en klaar is voor een nieuwe gebruiksdag. 

De flexibiliteit en efficiëntie van dit oplaadmechanisme maken het bijzonder voordelig voor slimme contactlenzen, omdat het natuurlijke lichaamsvloeistoffen gebruikt om energie te behouden zonder dat er omvangrijke of zware componenten nodig zijn. 

  • Batterijsamenstelling en mechanisme 

De door NTU-onderzoekers ontwikkelde traanbatterij is samengesteld uit biocompatibele materialen, waardoor deze veilig is voor gebruik in contactlenzen. De belangrijkste innovatie van de batterij ligt in de op glucose gebaseerde coating, die reageert met natrium- en chloride-ionen in tranen om elektriciteit op te wekken.  

Deze enzymatische reactie is niet alleen efficiënt, maar ook veilig, waarbij het gebruik van schadelijke metalen die risico's voor de ogen kunnen opleveren, wordt vermeden. Het biocompatibele karakter van de gebruikte materialen betekent dat de batterij in de lens kan worden geïntegreerd zonder irritatie of bijwerkingen te veroorzaken. 

  • Energie-efficiëntie en levensduur 

De energie-efficiëntie van de batterij is opmerkelijk. Het kan een stroomsterkte van 45 microampère en een maximaal uitgangsvermogen van 201 microwatt produceren, voldoende om de basisfunctionaliteiten van slimme contactlenzen van stroom te voorzien.  

Uit laboratoriumtests met gesimuleerde traanoplossingen is gebleken dat voor elke twaalf uur slijtage de levensduur van de batterij met een extra uur kan worden verlengd. De batterij is bestand tegen maximaal 200 laad-ontlaadcycli, wat een redelijke levensduur oplevert bij regelmatig gebruik. 

Technische gegevens

Voordelen van traangeladen batterijen 

  • Veiligheid en comfort 

Een van de belangrijkste voordelen van traanbatterijen is hun veiligheid en comfort. Traditionele batterijoplossingen voor slimme contactlenzen maken vaak gebruik van metalen elektroden of inductiespoelen, wat risico's kan opleveren voor de gezondheid van de ogen van de drager.  

De traanbatterij is daarentegen gemaakt van biocompatibele materialen en vermijdt het gebruik van metalen volledig. Dit ontwerp minimaliseert het risico op irritatie of oogbeschadiging, waardoor de lenzen veilig zijn voor langdurig gebruik. 

  • milieueffectrapportage 

Het gebruik van reacties op glucose- en waterbasis in plaats van giftige zware metalen maakt deze batterijen ook milieuvriendelijk.  

Deze aanpak verkleint de ecologische voetafdruk van de productie en het weggooien van deze lenzen, in lijn met bredere trends in de richting van duurzame en milieuvriendelijke technologieën. 

Voordelen van traangeladen batterijen

 

Potentiële toepassingen en toekomstperspectieven 

  • Gezondheidsbewaking 

Een van de meest veelbelovende toepassingen van slimme contactlenzen met traanvulling is het monitoren van de gezondheid.  

Deze lenzen kunnen bijvoorbeeld continu de glucosespiegels bij diabetespatiënten monitoren, wat een niet-invasieve en handige methode biedt om hun toestand te volgen.  

De integratie van sensoren met de traanbatterij zou realtime gegevensoverdracht naar zorgverleners mogelijk kunnen maken, waardoor de patiëntenzorg en het beheer ervan zouden worden verbeterd. 

  • Verbeterde AR-mogelijkheden 

Naast gezondheidsmonitoring hebben traan-geladen slimme contactlenzen het potentieel om een ​​revolutie teweeg te brengen in augmented reality (AR)-ervaringen.  

De stroom die door de traangeladen batterij wordt gegenereerd, kan basis AR-functionaliteiten ondersteunen, zoals het weergeven van informatie-overlays of navigatie-aanwijzingen direct in het gezichtsveld van de gebruiker.  

Naarmate de technologie volwassener wordt, kan dit de weg vrijmaken voor complexere AR-toepassingen, waardoor de manier waarop we omgaan met onze omgeving en digitale inhoud verandert. 

Commercialisering en volgende stappen 

Het NTU-onderzoeksteam werkt actief aan het verbeteren van de specificaties van de traanbatterij om de prestaties verder te verbeteren.  

Ze werken samen met fabrikanten van contactlenzen om deze technologie in te integreren commercieel levensvatbare producten. Deze samenwerking heeft tot doel de traan-geladen slimme contactlenzen op de markt te brengen, waardoor deze innovatieve technologie toegankelijk wordt voor consumenten over de hele wereld. 

Conclusie

De ontwikkeling van traanbatterijen voor slimme contactlenzen betekent een belangrijke technologische doorbraak.  

Door gebruik te maken van biocompatibele materialen en gebruik te maken van natuurlijke lichaamsvloeistoffen, bieden deze batterijen een veilige, efficiënte en milieuvriendelijke stroomoplossing.  

Naarmate het onderzoek voortduurt en commerciële partnerschappen zich ontwikkelen, hebben slimme contactlenzen met tranenvulling het potentieel om een ​​revolutie teweeg te brengen in de gezondheidszorg, augmented reality en persoonlijke technologie. 

Over TTC

At TT-consulentenzijn wij een vooraanstaande leverancier van op maat gemaakte intellectuele eigendom (IP), technologische intelligentie, zakelijk onderzoek en innovatieondersteuning. Onze aanpak combineert AI en Large Language Model (LLM)-tools met menselijke expertise en levert ongeëvenaarde oplossingen.

Ons team bestaat uit ervaren IE-experts, technische consultants, voormalige USPTO-examinatoren, Europese octrooigemachtigden en meer. Wij richten ons op Fortune 500-bedrijven, innovators, advocatenkantoren, universiteiten en financiële instellingen.

diensten:

Kies TT Consultants voor op maat gemaakte oplossingen van topkwaliteit die het beheer van intellectueel eigendom opnieuw definiëren.

Neem contact op

Praat met onze deskundige

Neem nu contact met ons op om een ​​adviesgesprek in te plannen en begin met precisie en vooruitziendheid bij het vormgeven van uw strategie voor het ongeldig verklaren van patenten. 

Deel artikel

Categorieën

TOP

Vraag een terugbelverzoek aan!

Bedankt voor uw interesse in TT Consultants. Vul dan het formulier in en wij nemen spoedig contact met u op

    Popup

    ONTGRENDEL DE KRACHT

    Van uw ideeën

    Verbeter uw patentkennis
    Exclusieve inzichten wachten in onze nieuwsbrief

      Vraag een terugbelverzoek aan!

      Bedankt voor uw interesse in TT Consultants. Vul dan het formulier in en wij nemen spoedig contact met u op