Buzz
Hết chip gắn não, giờ đến lượt kính áp tròng thông minh, con người đang tiến hóa thành sinh vật hỗn hợp giữa hữu cơ và máy móc.
Các nhà nghiên cứu Hàn Quốc đã thành công trong việc phát triển một công nghệ mới có thể thay đổi cách chúng ta nhìn về thế giới: họ sử dụng một loại mực in đặc biệt được làm từ carbon, polymer và dung dịch hòa tan để in điện cực siêu tụ trên kính áp tròng với độ chính xác tối đa, thông qua phương pháp 'viết mực trực tiếp'. Họ đã chứng minh được tính khả thi của công nghệ này và có thể biến nó thành kính áp tròng thông minh gắn cảm biến sức khỏe trong tương lai.
Nhờ công thức mực in mới này, chúng ta có thể tích hợp công nghệ siêu tụ và sạc không dây vào kính áp tròng.
Mặc dù kính thông minh vẫn chưa trở thành xu hướng thời trang công nghệ mới, nhưng khi công nghệ đủ hiện đại để sản xuất kính áp tròng thực tế tăng cường được gắn trực tiếp vào mắt, chúng ta có thể thay đổi quan điểm. Kính áp tròng như vậy có khả năng đọc thông tin về nước mắt sẽ trở thành công cụ theo dõi sức khỏe tốt; qua việc phân tích nước mắt, chúng ta có thể phát hiện ra các vấn đề như tăng nhãn áp và tiểu đường.
Trước khi có thể thực hiện ước mơ trong tương lai, các nhà nghiên cứu cần tìm cách nạp năng lượng cho thiết bị kính áp tròng này, để có thể hiển thị hình ảnh, phân tích dữ liệu và thực hiện các chức năng khác. Đương nhiên không thể cắm dây trực tiếp vào mắt, vì vậy họ cần một phương pháp truyền năng lượng không dây.
Hai nhà nghiên cứu Jang-Ung Park từ Đại học Yonsei và Sang-Young Lee từ Viện Khoa học Công nghệ Quốc gia Ulsan đã phát triển một giải pháp: một thiết bị siêu tụ linh hoạt, nhỏ gọn và một ăng-ten thu thập năng lượng để sạc toàn bộ hệ thống.
“Siêu tụ thông thường thường được sản xuất dưới dạng nhiều tấm xếp chồng lên nhau trong các ngăn đựng hình trụ hoặc hình vuông, khiến chúng trở nên cồng kềnh và cứng nhắc khi đưa vào thiết bị kính áp tròng nhỏ,” giáo sư Park giải thích. “Thành tựu lớn nhất mà chúng tôi đạt được là tạo ra một loại siêu tụ có thể in từ một loại mực đặc biệt. Các mẫu in sẽ xuất hiện ở ngoài rìa kính áp tròng, không làm ảnh hưởng đến tầm nhìn của người sử dụng.”
Các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng kỹ thuật in mực trực tiếp ở mức hiển vi (DIW) đủ chính xác để vẽ ra các chi tiết mạch trên thiết bị nhỏ. Thách thức lớn ở đây là tìm ra một loại mực có đặc tính điện phù hợp nhưng vẫn đủ linh hoạt để in.
Để tạo ra các điện cực siêu tụ, nhà nghiên cứu kết hợp carbon được kích hoạt với ống nano carbon nhiều lớp (MWCNT) với nhựa PVP và nhựa PVDF, tất cả được trộn trong chất hòa tan hữu cơ.
Cấu trúc của kính áp tròng thử nghiệm.
Để làm chất điện phân, nhà nghiên cứu kết hợp dung dịch ion hữu cơ với monome thiol-ene. Sau khi công nghệ DIW vẽ ra các mạch cần thiết, nhóm nghiên cứu sử dụng ánh sáng cực tím để 'thuộc' toàn bộ hệ thống, sau đó đưa toàn bộ dung dịch ion vào trong một khung bằng nhựa.
Để sạc thiết bị từ xa, nhóm nhà khoa học sử dụng một ăng-ten làm từ sợi nano bạc bằng kỹ thuật kéo sợi electrospin (sợi chỉ có đường kính 400 nm) và dây nano bạc bằng kỹ thuật khối phổ - electrospray (dây có đường kính 15-25 nm). Họ sử dụng silicon làm lớp tách sóng trong ăng-ten.
Trong quá trình thử nghiệm, kính áp tròng này đã được kéo giãn ra 30% về hai phía mà không gây hỏng hóc. Kết quả từ các thí nghiệm trên thỏ và người đều khá khả quan: kính áp tròng mang lại cảm giác thoải mái và an toàn, có thể duy trì nhiệt độ ổn định trong quá trình sạc không dây và khi thực hiện thí nghiệm phát sáng.
Tuy nhiên, nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở việc chứng minh rằng công nghệ này khả thi; thiết bị siêu tụ vẫn chưa đủ khả năng đáp ứng các yêu cầu của một kính áp tròng thông minh, như hiển thị hình ảnh cho mắt thấy hoặc phân tích nước mắt.
“Siêu tụ của chúng tôi chỉ phù hợp với việc sạc nhanh cho thiết bị hoạt động trong vài phút,” giáo sư Lee nói. “Đối với thiết bị hoạt động lâu hơn, ta vẫn cần một loại pin khác, vì vậy chúng tôi cần tiếp tục nghiên cứu để có thêm thông tin.”
Tham khảo từ PhysicsWorld
