Két vállalat közös fejlesztése megoldotta a viselhető elektronika nagy problémáját, a biztonságos és stabil energiatárolást. A prototípus már a sorozatgyártás kapujában áll.
Sokáig csak a sci-fik világában léteztek olyan kontaktlencsék, amelyek közvetlenül a felhasználó szeme elé vetítik a digitális adatokat, vagy valós időben figyelik az egészségügyi mutatókat. Bár a miniatűr kijelzők és szenzorok technológiája már adott, az eszközök energiaellátása eddig leküzdhetetlen akadályt jelentett. A deep-tech úttörő XPANCEO és a szilárdtest-energiatárolók specialistájaként ismert ITEN most bemutatta egy ultravékony, nagyjából rizsszem méretű akkumulátor prototípusát, amelyet a kontaktlencse szerkezetébe integrál.
Az apró akkumulátor a szaruhártyán is biztonságos
Az okos-kontaktlencsék fejlesztése során a mérnököknek a milliméternél is kisebb helyen kell teljes funkcionalitást biztosítaniuk. A feladat azért rendkívül összetett, mert a szem az egyik legérzékenyebb szervünk, így a kontaktlencsének nemcsak biokompatibilisnek kell lennie, de nem bocsáthat ki hőt, és nem változtathatja meg a tömegét sem.
A hagyományos lítium-ion akkumulátorok éppen ezért alkalmatlanok erre a célra: a folyékony elektrolit szivároghat, a cellák pedig a töltési ciklusok alatt megduzzadhatnak vagy túlmelegedhetnek.
A megoldást a szilárdtest-technológia jelenti. Ezek az egységek kerámiaelektródákat használnak, nem tartalmaznak gyúlékony folyadékot, és meghibásodás esetén egyszerűen leállnak – anélkül, hogy kárt okoznának a szövetekben. Az ITEN egy speciális, mezopórusos szerkezetű (2–50 nm átmérőjű pórusokkal rendelkező) anyagot fejlesztett, amely a rendkívül kicsi pórusok hálózatával megnöveli az elektróda felületét, így nagyobb teljesítményt és gyorsabb töltést tesz lehetővé.
„A partnerségünk nem a meglévő technológiák átalakításáról, hanem olyan teljesen új alkatrészkategóriák létrehozásáról szól, amelyeket az ellátási lánc még nem is gyárt” – közölte Dr. Valentyn Volkov, az XPANCEO alapítója és technológiai igazgatója.
A pislogásból és a hőtartalékokból nyer energiát
A rendszer működése kettős stratégiára épül. Az alacsony energiaigényű funkciókat – például a bioszenzorokat – energia-visszanyerő mechanizmusok táplálják. Ezek a környezetből és a testből nyernek erőforrást: hasznosítják a pislogás mechanikai energiáját, a lencse két oldala közötti hőmérséklet-különbséget, de akár a könnyfolyadék elektrokémiai reakcióit vagy integrált napelemeket is bevetnek. A kiterjesztett valósághoz (AR) szükséges képprojekció azonban folyamatos, milliwattos teljesítményt igényel, amit kizárólag a beépített nagy sűrűségű energiatároló képes biztosítani.
Az integráció során a mérnököknek különösen ügyelniük kellett a hőmérsékleti és túlfeszültségi szempontokra, mivel az akkumulátornak elektromágnesesen és mechanikailag is zsúfolt környezetben kell helytállnia.
„Ott biztosítunk energiát, ahol szűkös a hely és magasak az elvárások, miközben a teljes biztonságot az alapvetően stabil, nem gyúlékony termékszerkezet garantálja” – magyarázta Vincent Cobée, az ITEN vezérigazgatója.
A technológia jelentőségét tovább növeli, hogy az ITEN egy ideje már sorozatban gyártja a szilárdtest-kerámia mikroakkumulátorok első generációját. Ez a tapasztalat tette lehetővé az XPANCEO specifikációihoz tervezett egyedi modul megalkotását. A prototípus sikere bizonyítja, hogy az okos-kontaktlencsék kereskedelmi forgalomba hozatala immár nem elméleti kérdés, hanem elérhető közelségbe került mérföldkő.
Címlapkép: ITEN
Zajlik az 5. blokki nukleáris sziget betonozása, a 6. blokki munkagödör földmennyiségének negyedét kiemelték.