智能隱形眼鏡因其能夠直接監測生理和環境信息而引起科學家們的廣泛關注。配備高靈敏度傳感器的智能隱形眼鏡將開啟一種非侵入式、連續檢測眼淚中生物標誌物的可能性。它們還可以配備特定應用的集成電路晶片,進一步豐富其功能,以獲取、處理和傳輸生理特性,管理疾病和健康風險,並最終促進健康。到目前為止,已開發的智能隱形眼鏡原型都需要多步驟的集成過程,檢測靈敏度和機械生物相容性有限。
近日,來自英國薩裡大學、美國國家物理實驗室(NPL)、哈佛大學、中國科技大學、浙江大學寧波研究院等單位的研究人員聯合開發了一種多功能超薄隱形眼鏡傳感器系統。該傳感器系統包含一個用於接收光學信息、成像和視覺輔助的光電探測器,一個用於診斷潛在角膜疾病的溫度傳感器,以及一個直接從淚液中監測葡萄糖水平的葡萄糖傳感器。
以往智能隱形眼鏡的傳感器和電路晶片夾在兩層隱形眼鏡之間,通過微流體通道與淚液接觸,新開發的超薄傳感器層可以直接安裝在隱形眼鏡上,並與淚液保持直接接觸,表現出組裝簡單、檢測靈敏度高、生物相容性好、機械魯棒性好的特徵,既不影響眨眼,也不影響視力。這種帶有場效應電晶體的多功能隱形眼鏡能夠提供來自眼睛的多樣化信號,可以與先進的數據分析算法相結合,為用戶提供個性化的精準分析。
領導這項研究的薩裡大學Yunlong Zhao博士表示:"這些成果不僅為製造先進的智能隱形眼鏡提供了一種新穎且易於製造的方法,而且為設計其他多功能電子產品用於物聯網、人機界面等提供了新的方向。我們基於超薄電晶體的蛇形網狀傳感器系統和製造策略,可以進一步加入其他功能部件,如電生理的電極陣列、無線通信的天線,以及電源模塊,如薄膜電池和酶生物燃料電池,為未來的體內探索和實際應用提供保障。"
研究論文《Integrated contact lens sensor system based on multifunctional ultrathin MoS2 transistors》發表在《Matter》雜誌上。