คอนแทคเลนส์ที่ยืดหยุ่นได้ซึ่งรวมซุปเปอร์คาปาซิเตอร์และส่วนประกอบการชาร์จแบบไร้สายเป็นไปได้ด้วยหมึกพิมพ์สูตรใหม่ที่ทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรดและอิเล็กโทรไลต์ นักวิจัยในสาธารณรัฐเกาหลีแสดงให้เห็นว่าส่วนผสมเฉพาะของโมเลกุลคาร์บอน โพลีเมอร์ และตัวทำละลายสามารถใช้ในการพิมพ์อิเล็กโทรดของตัวเก็บประจุแบบซุปเปอร์คาปาซิเตอร์บนเลนส์ที่มีความแม่นยำระดับไมครอนได้
โดยใช้เทคนิคที่เรียกว่าการเขียนด้วยหมึกโดยตรง
กระบวนการเดียวกันจะฝากของเหลวไอออนิกที่บ่มด้วยรังสี UV ซึ่งทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรไลต์ของตัวเก็บประจุยิ่งยวด เพื่อเป็นการพิสูจน์แนวคิด วันหนึ่ง งานนี้อาจนำไปสู่คอนแทคเลนส์อัจฉริยะที่มีเซ็นเซอร์สำหรับการตรวจสุขภาพ หรือด้วยจอแสดงผลแบบบูรณาการสำหรับการใช้งานความเป็นจริงเสริม
แม้ว่าแว่นตาอัจฉริยะจะยังจับไม่ได้ แต่อาจมีช่องสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สวมใส่ได้ซึ่งฉายข้อมูลหรือภาพไปยังมุมมองของผู้ใช้โดยตรง หากอุปกรณ์ดังกล่าวสามารถย่อขนาดให้พอดีกับคอนแทคเลนส์ได้ อุปกรณ์ดังกล่าวอาจให้ประโยชน์เพิ่มเติมในการสุ่มตัวอย่างไบโอมาร์คเกอร์บางตัวในน้ำตาของผู้สวมใส่ ซึ่งสามารถวินิจฉัยโรคต่างๆ รวมทั้งโรคเบาหวานและต้อหินได้
ก่อนที่สิ่งนี้จะเกิดขึ้น นักวิจัยจะต้องคิดหาวิธีที่จะส่งมอบพลังงานที่พร้อมใช้งานให้กับเซ็นเซอร์ จอแสดงผล และโครงสร้างพื้นฐานในการประมวลผลข้อมูลและการสื่อสารที่รองรับพวกมัน การลากสายไฟจากดวงตาไปยังชุดแบตเตอรี่นั้นเป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้อย่างชัดเจน ดังนั้นเลนส์อัจฉริยะจึงจำเป็นต้องมีที่เก็บประจุไฟฟ้าที่รวมอยู่ในเลนส์ ตลอดจนวิธีการเติมพลังงานแบบไร้สาย สำหรับJang-Ung Parkจากมหาวิทยาลัย Yonsei , Sang-Young Lee จาก Ulsan National Institute of Science and Technology ( UNIST ) และเพื่อนร่วมงาน การแก้ปัญหาคือการรวม supercapacitor ขนาดเล็กที่ยืดหยุ่นได้เข้ากับเสาอากาศสำหรับเก็บพลังงานเพื่อชาร์จประจุใหม่
“ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์เชิงพาณิชย์ประกอบด้วยส่วนประกอบแบบแผ่นซึ่งวางซ้อนกันในกล่องทรงกระบอกหรือสี่เหลี่ยมผืนผ้าคงที่ ซึ่งทำให้มีขนาดใหญ่และแข็งเกินไปที่จะใส่ลงในคอนแทคเลนส์อัจฉริยะขนาดเล็กที่อ่อนนุ่ม” Park อธิบาย “ความก้าวหน้าคือการทำให้ส่วนประกอบ supercapacitor พิมพ์ได้ในรูปแบบหมึก หมึกส่วนประกอบถูกวาดรอบขอบของคอนแทคเลนส์อัจฉริยะ ดังนั้นจึงไม่ปิดกั้นการมองเห็นของผู้ใช้”
การเขียนด้วยหมึกโดยตรงระดับไมโครสเกล
(DIW) ได้รับการจัดตั้งขึ้นเป็นวิธีการผลิตส่วนประกอบที่มีความแม่นยำที่จำเป็นสำหรับแอปพลิเคชันนี้ ความท้าทายอยู่ที่การหาชุดของหมึกพิมพ์ที่เข้ากันได้ซึ่งสามารถพิมพ์โครงสร้างที่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าและทางกลที่จำเป็น แต่ก็มีความลื่นไหลเพียงพอที่จะรีดออกจากหัวพิมพ์ได้อย่างราบรื่น
ในการสร้างอิเล็กโทรดของ supercapacitor นักวิจัยได้ผสมถ่านกัมมันต์และท่อนาโนคาร์บอนหลายชั้น (MWCNTs) กับโพลีไวนิลไพร์โรลิโดน (PVP) และโพลีไวนิลลิดีนฟลูออไรด์ (PVDF) และตัวทำละลายอินทรีย์ หมึกผสมเป็นแบบ thixotropic ซึ่งหมายความว่าเมื่อใช้แรงเฉือน ความหนืดของหมึกจะต่ำพอที่จะไหลผ่านหัวพิมพ์ได้ ในขณะที่ภายใต้สภาวะคงที่ โครงสร้างที่พิมพ์ออกมาจะยังคงแข็งอยู่
สำหรับอิเล็กโทรไลต์ นักวิจัยได้รวมของเหลวไอออนิกอินทรีย์ที่มีส่วนผสมของโมโนเมอร์ไทออล-อีน หลังจากที่ DIW วางรูปแบบอิเล็กโทรไลต์ที่จำเป็นแล้ว ทีมงานได้บ่มส่วนผสมด้วยแสงยูวี เพื่อรักษาของเหลวไอออนิกไว้ภายในโครงกระดูกโพลีเมอร์
สมาร์ทคอนแทคเลนส์เพื่อให้อุปกรณ์สามารถชาร์จใหม่แบบไร้สายได้ ทีมงานได้วางเสาอากาศที่ประกอบด้วยเส้นใยนาโนซิลเวอร์อิเล็กโตรสปัน (เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 400 นาโนเมตร) และลวดนาโนซิลเวอร์พ่นด้วยไฟฟ้า (เส้นผ่านศูนย์กลาง 15-25 นาโนเมตร) พวกเขาสร้างวงจรเรียงกระแสสำหรับเสาอากาศตามอัตภาพโดยใช้แผ่นเวเฟอร์ซิลิกอน ซึ่งประกอบขึ้นเป็นส่วนประกอบที่แข็งเพียงชิ้นเดียวในเลนส์
นักวิจัยพบว่าเลนส์อัจฉริยะสามารถทน
ต่อการบิดงอหลายครั้ง และสามารถทนต่อการยืดได้ถึง 30% ในสองแกนพร้อมๆ กัน ในการทดลองกับกระต่ายและมนุษย์ อุปกรณ์ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสะดวกสบายและปลอดภัย โดยรักษาอุณหภูมิให้คงที่ระหว่างการชาร์จแบบไร้สายและเมื่อใช้กับไดโอดเปล่งแสงในตัวผลลัพธ์ของทีมเป็นการสาธิตที่น่าสนับสนุนถึงสิ่งที่เป็นไปได้ แต่อย่าคาดหวังว่าจะใส่คอนแทคเลนส์อัจฉริยะในเร็วๆ นี้ ประการหนึ่ง supercapacitor ของพวกมันไม่มีความอดทนที่จะจัดการกับความต้องการพลังงานของอุปกรณ์ที่เหมือนจริง
“ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์แบบบูรณาการของเราใช้ได้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องการแหล่งจ่ายไฟที่รวดเร็วภายในไม่กี่นาที” ลีกล่าว “สำหรับอุปกรณ์ที่มีเวลาทำงานนานขึ้น จำเป็นต้องใช้แบตเตอรี่ความหนาแน่นพลังงานสูง ซึ่งจำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติม”
กราฟีนออกไซด์ (GO) เป็นกราฟีนในรูปแบบออกซิไดซ์ที่ชอบน้ำ 2 มิติ (แผ่นคาร์บอนที่มีความหนาเพียงชั้นอะตอมเดียว) โดยมีกลุ่มฟังก์ชันออกซิเจนที่ตกแต่งและรบกวนระนาบฐาน sp 2 ของวัสดุ ซึ่งมีขนาดตั้งแต่ไม่กี่นาโนเมตรไปจนถึง ไม่กี่มิลลิเมตร โครงสร้างรุ่นแรกของ GO ซึ่งเสนอในปี 1939 เสนอว่าออกซิเจนถูกผูกไว้กับแผ่นคาร์บอนหกเหลี่ยมโดยอีพ็อกซี่ (1,2-อีเทอร์) และมีสูตร C 2 O นักวิจัยได้แก้ไขแบบจำลองนี้ตั้งแต่นั้นมาโดยคำนึงถึง ตัวอย่างเช่น การย่นของแผ่นงานบัญชี และการมีอยู่ของกลุ่มฟังก์ชันที่ผูกกับแกนซึ่งบิดเบือนโครงสร้าง GO แบบเรียบ
ในปี 1998 นักวิทยาศาสตร์ได้เสนอ แบบจำลอง Lerf-Klinowski ในคำอธิบายของ GO นี้ วงแหวนคาร์บอนทั้งหมดนั้นสมบูรณ์แบบ (หกส่วน) และการบิดเบือนเชิงพื้นที่นอกระนาบที่เกิดจากกลุ่มการทำงานหรือระลอกคลื่นที่แท้จริงจะถูกละเว้น แม้ว่าจะให้ความรู้ แต่แบบจำลองนี้ค่อนข้างจำกัด และมันก็ไม่สอดคล้องกับโครงสร้างที่ได้จากการสร้างแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์ของ GO หรือด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน
เทคนิคการเรียนรู้ของเครื่องที่ไม่ได้รับการดูแลนักวิจัยที่นำโดยAmanda Barnardจาก Data61 ที่CSIROได้ทบทวนโครงสร้างของ GO โดยใช้อัลกอริธึมการจัดกลุ่มใหม่ที่พัฒนาขึ้นในห้องปฏิบัติการของพวกเขา และได้ทำนายโครงสร้างเซนทรอยด์ที่เป็นตัวแทนของวัสดุอย่างแท้จริง ในการแยกต้นแบบ พวกเขาทำการวิเคราะห์โดยอิงตามอัลกอริธึมที่ไม่มีการควบคุมซึ่งนำเสนอครั้งแรกในปี 1994 โดย Cutler และ Breiman
Credit : zakopanetours.net ianwalk.com immergentrecords.com imperialvalleyusbc.org inmoportalgalicia.net iranwebshop.info ispycameltoes.info italiapandorashop.net jpjpwallet.net l3paperhanging.org
