마이크로미터

공상 과학 기술을 현실에 한 걸음 더 가까이 다가가기 위해 과학자들은 스마트 콘택트 렌즈에 전원을 공급하고 눈물을 사용하여 충전할 수도 있는 초박형 배터리를 개발했습니다.

스마트 콘택트 렌즈는 단지 스파이 영화 소설의 대상이 아닙니다. 그들은 한동안 작업을 해왔습니다. 연구원들은 혈당 수치 모니터링, 잠재적으로 암 감지, 블랙 미러와 같은 방식으로 눈으로 사진을 찍는 등 다양한 용도로 렌즈를 만들려고 시도했습니다.

그러나 개발의 장애물은 안전하고 편리한 방식으로 전원을 공급하는 방법이었습니다. 육안으로는 안전하지 않은 금속이 포함된 전선에 의존하는 기존 배터리를 사용하는 싱가포르 난양 기술 대학교(Nanyang Technological University Singapore)의 연구원들은 눈 자체에서 생체 적합성에 대한 영감을 얻었습니다.

논문 제1저자인 이석우 박사는 “이번 연구는 단순한 질문에서 시작됐다”며 “콘택트렌즈 배터리도 눈물로 충전될 수 있을까? 인간의 땀으로 구동되는 웨어러블 기술.”

연구팀은 인간의 각막 두께와 거의 같은 0.5mm(0.02인치) 두께의 생체 안전 배터리를 개발했습니다. 눈물을 주형으로 사용하여 배터리는 포도당 산화효소라는 효소로 코팅되었습니다. 이 효소는 환원이라는 과정에서 눈물에서 발견되는 나트륨 및 염화물 이온과 반응합니다. 배터리에는 전기를 생성하는 "회로" 역할을 하는 물도 포함되어 있습니다.

Woo는 “전기를 생산하기 위해 포도당과 물에만 의존합니다. 두 가지 모두 인간에게 안전하고 기존 배터리에 비해 폐기 시 환경에 덜 해로울 것입니다.”라고 설명했습니다.

연구진은 배터리가 어떻게 작동하는지 테스트하기 위해 식염수를 사용하여 눈물을 흉내 내는 시뮬레이션된 눈에 배터리를 배치했습니다. 45 마이크로암페어의 전류와 201 마이크로와트의 최대 전력을 생산하여 성공적으로 전원을 공급했습니다. 그들은 또한 일반적인 리튬 이온 배터리보다 약 100배 적은 전력을 최대 200배까지 방전할 수 있다는 것을 발견했습니다.

이미 스마트 콘택트렌즈에 전원을 공급하기에 충분한 출발점을 바탕으로 팀은 향후 연구에서 배터리가 생성할 수 있는 전류량을 향상시키는 것을 목표로 할 것이라고 제안했습니다.

더욱 스마트한 콘택트렌즈 개발을 위해 눈을 떼지 마세요.

이 연구는 Nano Energy 저널에 게재되었습니다.