新加坡南洋理工大学科学家发明了由盐溶液充电的微米薄电池

新加坡南洋理工大学(NTU Singapore)的科学家开发出一种像人类角膜一样薄的柔性电池，当它浸入盐溶液中时可以储存电力，有一天可以为智能隐形眼镜提供动力。

智能隐形眼镜是高科技隐形眼镜，能够在我们的角膜上显示可见信息，并可用于访问增强现实。目前的用途包括帮助矫正视力、监测佩戴者的健康状况，以及为患有糖尿病和青光眼等慢性疾病的人标记和治疗疾病。未来，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。

然而，为了实现这一未来潜力，需要开发一种安全且合适的电池来为其供电。现有的可充电电池依赖于含有金属的电线或感应线圈，不适合在人眼中使用，因为它们不舒服并且会给用户带来风险。

南洋理工大学开发的电池由生物相容性材料制成，不含电线或有毒重金属，例如锂离子电池或无线充电系统中的那些。它有一个基于葡萄糖的涂层，可以与周围盐溶液中的钠离子和氯离子发生反应，而电池中含有的水则充当发电的“电线”或“电路”。

该电池也可以通过人类的眼泪来供电，因为它们含有浓度较低的钠离子和钾离子。研究人员用模拟泪液测试当前的电池，结果表明，每使用 12 小时的佩戴周期，电池的寿命就会额外延长一个小时。电池也可以通过外部电源按常规方式充电。

领导这项研究的南洋理工大学电气与电子工程学院 (EEE) 副教授 Lee Seok Woo表示：“这项研究始于一个简单的问题：隐形眼镜电池可以用我们的眼泪充电吗?自充电电池也有类似的例子，例如由人体汗液供电的可穿戴技术的电池。

“然而，以前的镜头电池技术并不完美，因为电池电极的一侧已充电，而另一侧则未充电。我们的方法可以通过酶反应和自还原反应的独特组合为电池的两个电极充电。除了充电机制之外，它仅依靠葡萄糖和水来发电，与传统电池相比，这两种物质对人体都是安全的，而且处理后对环境的危害也较小。”

共同第一作者、南洋理工大学电气与电子工程系研究员尹正勋博士表示：“智能隐形眼镜最常见的电池充电系统需要在镜片中安装金属电极，如果暴露在人的肉眼下是有害的。与此同时，另一种为镜头供电的模式是感应充电，需要在镜头中放置线圈来传输电力，就像智能​​手机的无线充电板一样。我们的泪液电池消除了这两种方法带来的两个潜在问题，同时也为开发智能隐形眼镜的进一步创新腾出了空间。”

南洋理工大学机械与航空航天工程学院副教授 Murukeshan Vadakke Matham强调了研究团队所做工作的重要性，他专门研究生物医学和纳米级光学，并未参与这项研究，他说：“由于这种电池是基于葡萄糖氧化酶在人体中自然存在，由氯离子和钠离子提供动力，例如我们眼泪中的那些离子，它们应该兼容并适合人类使用。除此之外，智能隐形眼镜行业一直在寻找一种不含重金属的薄型、生物相容性电池，这项发明可以帮助其进一步发展，以满足该行业一些未满足的需求。”

研究团队已通过南洋理工大学的创新与企业公司NTUitive申请了专利。他们还致力于将他们的发明商业化。

研究结果发表在六月份的科学杂志《纳米能源》上。