智能隐形眼镜，听上去就非常赛博朋克。戴上隐形眼镜就有虚拟影像呈现在眼前，或是戴上能监测自己的心跳呼吸血糖指数等……事实上，随着科技的进步，这些以往出现在科幻电影里的场景，已经在科学家的努力下，逐步走向现实。科学家希望未来的智能隐形眼镜可以记录佩戴者看到和听到的一切，并将其传输到基于云的数据存储中去。
而为了实现这一切，需要开发一种安全且合适的电池来为它们供电。现有技术下的可充电电池大多靠含有金属的电线或感应线圈供电，不论从尺寸上还是供电方式上来说，都不太适合在人眼中使用。
新加坡南洋理工大学（NTU）的科学家开发了一种与人类角膜一样薄的超薄柔性电池，并能够通过浸入盐溶液来充电，甚至当它被佩戴在眼中时，还能靠眼泪充电为电池多续航1小时。该研究成果于近日发表在科学杂志Nano Energy上。
此前，智能隐形眼镜研发最常见的电池充电系统都需要在镜片中置入金属电极，但金属电极的劣势就是，一旦它们暴露在肉眼下，会对眼球造成伤害。
感应充电则是另一种智能隐形眼镜供电方式，它需要在镜头中设置一个线圈来传输电力，就像智能手机的无线充电板一样，但只能充一侧的电极，技术仍不完美。
该项目研究团队从生物材料入手。他们利用不含电线或有毒重金属的生物相容性材料制作柔性电池。该电池表面有一层基于葡萄糖的涂层，可与盐溶液中的钠和氯离子发生反应，进而储存电能，而电池所含的水则作为发电的“电线”或“电路”。
需要充电时，用户只需要将电池浸泡在盐溶液中8小时即可充满电，或者通过外部电源进行普通充电。不过，这款电池目前最多只能充放电200次，相比锂离子电池的300到500次寿命稍短。
特别值得一提的是，该电池被研究员称为泪基电池。因为人类的眼泪也含有较低浓度的钠离子和钾离子，所以该电池的葡萄糖氧化酶涂层也能与之反应，在隐形眼镜内产生功率和电流。
在试验中，研究人员用模拟人眼展示了他们的发明。大约0.5毫米薄的柔性扁平电池通过与基底泪液反应产生电能。虽然眼泪的供电效率相对较低，但仍能为电池额外延长1小时寿命，相当于为电池增加了续航。该团队证明，电池可以产生45微安的电流和201微瓦的最大功率，这足以为智能隐形眼镜供电。
研究人员表示，尽管无线电力传输和超级电容器能够提供高功率，但由于隐形眼镜的空间有限，会对它们的集成带来重大挑战。而通过将电池和生物燃料电池组合成一个组件，电池可以自行充电，而无需为有线或无线组件提供额外的空间。另外，放置在隐形眼镜外侧的电极还可以确保眼睛的视力不会受到阻碍。
或许，在不久的将来，我们连智能手机都能扔掉，直接戴入智能隐形眼镜，世界尽在眼前。
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参考文献：
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2211285523001817
DOI: 10.1016/j.nanoen.2023.108344
栏目支持: 市科技工作党委、市教卫工作党委
编辑：彭湖
