Mikrometer

In einem Schritt, der die Science-Fiction-Technologie der Realität einen Schritt näher bringt, haben Wissenschaftler eine superdünne Batterie entwickelt, mit der intelligente Kontaktlinsen betrieben und sogar mit Tränen aufgeladen werden könnten.

Intelligente Kontaktlinsen sind nicht nur Gegenstand von Spionagefilmen; Sie sind schon eine Weile in Arbeit. Forscher haben versucht, Linsen für verschiedene Zwecke zu entwickeln, darunter die Überwachung des Glukosespiegels, die potenzielle Erkennung von Krebs und – in Black Mirror-ähnlicher Manier – das Fotografieren mit unseren Augen.

Ein Hindernis für ihre Entwicklung war jedoch die Frage, wie man sie auf sichere und bequeme Weise mit Strom versorgen kann. Während bestehende Batterien auf Drähten basieren, die Metall enthalten – was für das bloße Auge nicht ungefährlich ist – suchten Forscher der Nanyang Technological University Singapur nach biokompatibleren Inspirationen im Auge selbst.

„Diese Forschung begann mit einer einfachen Frage“, sagte Lee Seok Woo, Hauptautor der Studie, in einer Erklärung. „Könnten Kontaktlinsenbatterien mit unseren Tränen aufgeladen werden? Es gab ähnliche Beispiele für selbstaufladende Batterien, wie zum Beispiel die für tragbare Technologie, die durch menschlichen Schweiß angetrieben wird.“

Das Team entwickelte eine biologisch sichere Batterie, die 0,5 Millimeter (0,02 Zoll) dünn war – etwa so dick wie die menschliche Hornhaut. Unter Verwendung von Tränen als Vorlage wurde die Batterie mit einem Enzym namens Glucoseoxidase beschichtet, das mit den in Tränen enthaltenen Natrium- und Chloridionen in einem Prozess reagiert, der als Reduktion bezeichnet wird. Die Batterie enthält außerdem Wasser, das als „Schaltkreis“ für die Stromerzeugung fungiert.

„Zur Stromerzeugung werden lediglich Glukose und Wasser benötigt“, erklärte Woo. „Beides ist für den Menschen ungefährlich und wäre bei der Entsorgung im Vergleich zu herkömmlichen Batterien weniger schädlich für die Umwelt.“

Um zu testen, wie es funktionieren könnte, platzierten die Forscher die Batterie in einem simulierten Auge und imitierten mit Kochsalzlösung Tränen. Der Startvorgang war erfolgreich und es wurde ein Strom von 45 Mikroampere und eine maximale Leistung von 201 Mikrowatt erzeugt. Sie fanden außerdem heraus, dass er bis zu 200-mal Strom entladen kann, nur etwa 100-mal weniger als ein typischer Lithium-Ionen-Akku.

Da die Ausgangsbasis bereits ausreichte, um eine intelligente Kontaktlinse mit Strom zu versorgen, schlug das Team vor, dass zukünftige Arbeiten darauf abzielen, die Menge an elektrischem Strom zu verbessern, die die Batterie erzeugen kann.

Halten Sie die Augen offen, wenn Sie weitere intelligente Kontaktlinsenentwicklungen wünschen.

Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Nano Energy veröffentlicht.