Se ha desarrollado una nueva lente de contacto inteligente que puede proporcionar información de navegación a través de la realidad aumentada. La lente se adhiere al ojo humano como una lente de contacto normal y utiliza un proceso de impresión 3D como tecnología central.
El Dr. Seol Seung-Kwon en el Instituto de Investigación de Electrotecnología de Corea (KERI) y el equipo del profesor Lim-Doo Jeong en el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan (UNIST).
Una lente de contacto inteligente es un producto adherido al ojo humano como una lente normal y proporciona diversa información. La investigación de lentes se lleva a cabo principalmente para diagnosticar y tratar la salud. Recientemente, Google y otros están desarrollando lentes de contacto inteligentes para pantallas que pueden implementar AR. Aún así, existen muchos obstáculos para la comercialización debido a los graves desafíos técnicos.
Imagen que muestra el fenómeno del menisco. Crédito: Instituto de Investigación de Electrotecnología de Corea
Al implementar AR con lentes de contacto inteligentes, electrocrómicos[1] los monitores que pueden funcionar con bajo consumo de energía son adecuados, y el color “puro azul de Prusia”, con alta competitividad de precio y rápido contraste y transición entre colores, está ganando atención como material para lentes. Sin embargo, en el pasado, el color se recubría sobre el sustrato en forma de película utilizando el método de recubrimiento eléctrico.[2]lo que limitó la producción de pantallas avanzadas que pueden expresar información diversa (letras, números, imágenes)”.
El logro de KERI-UNIST radica en el hecho de que es una tecnología que puede realizar AR imprimiendo micropatrones en una pantalla de lente usando una impresora 3D sin aplicar voltaje. La clave es la tinta usada en el menisco. El menisco es un fenómeno en el que se forma una superficie curva en la pared exterior sin que las gotas de agua se rompan debido a la acción capilar cuando las gotas de agua se presionan suavemente o se tiran con cierta presión.
La cristalización de FeFe(CN)6 ocurre en el sustrato en una región confinada por el menisco, formando el patrón uniforme. El estándar FeFe(CN)6 se convierte al estándar PB (Fe4[Fe(CN)6]3) por reducción térmica. Crédito: Instituto de Investigación de Electrotecnología de Corea
El azul de Prusia se cristaliza por evaporación del disolvente en el menisco formado entre el micropico y el sustrato. El menisco de tinta de ácido férrico-ferricianuro se forma sobre el sustrato cuando la microboquilla llena de tinta y el sustrato entran en contacto. La cristalización heterogénea de FeFe(CN)6 ocurre en el sustrato dentro del menisco a través de reacciones espontáneas de iones precursores (Fe3+ y Fe(CN)3-) a temperatura ambiente. Simultáneamente, se produce la evaporación del disolvente en la superficie del menisco. Cuando el agua se evapora del menisco, las moléculas de agua y los iones precursores se mueven hacia la superficie del menisco por flujo convectivo, generando una acumulación preferencial de iones precursores en el exterior del menisco. Este fenómeno induce una cristalización mejorada de FeFe(CN)6; esto es crucial para controlar los factores que influyen en la cristalización de FeFe(CN)6 en el paso de impresión para obtener patrones de PB uniformemente impresos en un sustrato. Al igual que en la galvanoplastia convencional, el sustrato solía ser un conductor cuando se aplicaba voltaje, pero una gran ventaja de usar el fenómeno del menisco es que no hay restricción sobre el sustrato que se puede usar porque la cristalización se produce por evaporación natural del solvente.
La imagen muestra un esquema de la pantalla EC basada en PB con una función de navegación en una lente de contacto inteligente AR que muestra direcciones al destino a un usuario en la pantalla EC, recibiendo coordenadas GPS en tiempo real. Crédito: Instituto de Investigación de Electrotecnología de Corea
Mediante el preciso movimiento de la boquilla, la cristalización del azul de Prusia se realiza de forma continua, formando micropatrones. Los patrones se pueden formar no solo en superficies planas, sino también en superficies curvas. La tecnología de micropatrones del equipo de investigación es muy fina (7,2 micrómetros) que se puede aplicar a pantallas de lentes de contacto inteligentes AR, y el color es continuo y uniforme.
El área de aplicación principal esperada es la navegación. Simplemente usando una lente, la navegación se desarrolla ante los ojos de una persona a través de AR. Juegos como el popular ‘Pokemon Go’ también se pueden disfrutar con lentes de contacto inteligentes, no con teléfonos inteligentes.
Seol Seung-Kwon de KERI dijo: «Nuestro logro es el desarrollo de tecnología de impresión 3D que puede imprimir micropatrones funcionales en sustratos que no son de planificador que pueden comercializar lentes de contacto inteligentes avanzados para implementar AR». Añadió: «Contribuirá mucho a la miniaturización y versatilidad de los dispositivos AR».
Imagen de portada de Advanced Science La microimpresión con azul de Prusia guiada por menisco se realiza mediante la cristalización localizada de FeFe(CN)6 en el sustrato confinado por el menisco de tinta y la reducción térmica del FeFe(CN)6 cristalizado. Esta estrategia se puede utilizar como una pantalla electrocrómica para proporcionar instrucciones en tiempo real en un dispositivo inteligente de lentes de contacto de realidad aumentada (AR). Crédito: Instituto de Investigación de Electrotecnología de Corea
Los resultados de investigaciones relacionadas se publicaron recientemente como artículo de portada en Advanced Science (IF 17.521/JCR 4.71%), una revista académica de renombre mundial en el campo de la ciencia de los materiales, en reconocimiento a su excelencia.
El equipo de investigación cree que este logro atraerá mucha atención de las empresas relacionadas con baterías y biosensores que requieren la microestandarización del azul de Prusia, así como del campo AR, y planea encontrar empresas de demanda relacionadas y promover la transferencia de tecnología.
Mientras tanto, KERI es un instituto de investigación financiado por el gobierno bajo el Ministerio de Ciencia y el Consejo Nacional de Investigación para la Ciencia y la Tecnología de las TIC. el medico Seol Seung-Kwon también es profesor en el campus KERI de la Universidad de Ciencia y Tecnología (UST).
Los grados
- Electrocromismo: fenómeno en el que el color de una sustancia cambia de forma reversible debido a una reacción electroquímica.
- El revestimiento es el proceso de aplicar una capa delgada de otro metal para mejorar la condición de la superficie de un objeto. En este proceso, si se usa energía eléctrica, se llama ‘galvanoplastia’, y si se usan reacciones químicas sin electricidad, se llama ‘galvanoplastia’. En particular, la galvanoplastia se utiliza principalmente en la producción de joyas como anillos.
Referencia: “Microimpresión azul de Prusia guiada por menisco para visualización electrocrómica inteligente” por Je Hyeong Kim, Seobin Park, Jinhyuck Ahn, Jaeyeon Pyo, Hayeol Kim, Namhun Kim, Im Doo Jung y Seung Kwon Seol, 28 de noviembre de 2022, Advanced Science .
DOI: 10.1002/advs.202205588
