Говорите, Bluetooth и 5G безопасны? Инженеры уже создают щит для глаз, чтобы спасти остатки нашего зрения
NewsMakerСвинье подогрели роговицу микроволнами, чтобы люди спокойно носили AirPods. Вот так работает наука.
Рост популярности беспроводных устройств и технологий Интернета вещей (IoT) обострил вопрос о воздействии электромагнитного излучения (ЭМИ) на здоровье. Особенно уязвимыми в этом контексте считаются глаза, поскольку они постоянно подвержены воздействию волн высокой частоты — от Bluetooth до 5G . Теперь, благодаря инновациям японских исследователей, появился потенциальный способ минимизировать такие риски.
Впервые в мире была создана контактная линза, способная не только пропускать свет, но и эффективно экранировать высокочастотное ЭМИ. Разработку представила междисциплинарная команда под руководством профессора Такэо Мияке из Высшей школы информационного производства и систем Университета Васэда. Работа опубликована в журнале Small Science.
Профессор Мияке подчёркивает: «Мы выбрали метод влажного переноса из-за его способности равномерно наносить наночастицы на нестандартные формы мягких линз. Это позволило добиться как точного покрытия, так и стабильной фиксации слоя.»
Толщина MXene-слоя зависела от концентрации исходной дисперсии, что позволило точно регулировать степень защиты. Кроме того, сама MCE-мембрана выступила в роли антиокислительного барьера, защищая функциональный материал от деградации со временем.
Измерения продемонстрировали эффективность экранирования до 93% — рекордный показатель среди биосовместимых материалов при аналогичной толщине покрытия. Это означает, что такие линзы способны надёжно защищать глаза от высокочастотного фона — включая излучение от умных очков, гарнитур, телефонов и других носимых гаджетов .
Открытие имеет более широкие перспективы, чем просто офтальмология. Линзы с покрытием MXene могут стать платформой для будущих медицинских имплантов, умных сенсоров, биоэлектроники и других форм миниатюрной носимой электроники, где важно обеспечить безопасность тканей при взаимодействии с ЭМИ.
Успешное объединение нанотехнологий, материаловедения и медицины в этой разработке стало возможным благодаря совместной работе учёных из Университета Васэда, Университета Киото и Университетской клиники Ямагути. Среди соавторов статьи: доктор Лунцзе Ху, доцент Дзюн Хиротани, профессор Кадзухиро Кимура, ассистенты Ацусигэ Асимори и Саман Азари.
Рост популярности беспроводных устройств и технологий Интернета вещей (IoT) обострил вопрос о воздействии электромагнитного излучения (ЭМИ) на здоровье. Особенно уязвимыми в этом контексте считаются глаза, поскольку они постоянно подвержены воздействию волн высокой частоты — от Bluetooth до 5G . Теперь, благодаря инновациям японских исследователей, появился потенциальный способ минимизировать такие риски.
Впервые в мире была создана контактная линза, способная не только пропускать свет, но и эффективно экранировать высокочастотное ЭМИ. Разработку представила междисциплинарная команда под руководством профессора Такэо Мияке из Высшей школы информационного производства и систем Университета Васэда. Работа опубликована в журнале Small Science.
Решение на основе MXene: защита, прозрачность и безопасность
В центре технологии — наноматериал MXene (двумерные карбиды и нитриды переходных металлов), известный своими выдающимися свойствами в области электропроводности и экранирования. Однако ранее его практическое применение было ограничено из-за плохой адгезии и склонности к окислению. Новая методика нанесения слоя MXene на мягкие линзы с использованием влажного трансфера и ацетоновой основы позволила устранить эти проблемы. Материал надёжно закрепляется на изогнутой поверхности линзы, а растворённая подложка из смешанных целлюлозных эфиров (MCE) одновременно защищает его от разрушения под действием кислорода.Простая, но эффективная методика
Процесс начинается с приготовления MXene-дисперсий, которые фильтруются через мембраны MCE для формирования плёнки. Далее она переносится на поверхность контактной линзы с помощью мокрого переноса — техника, обеспечивающая высокую масштабируемость. Именно эта особенность делает метод перспективным для будущего массового производства.Профессор Мияке подчёркивает: «Мы выбрали метод влажного переноса из-за его способности равномерно наносить наночастицы на нестандартные формы мягких линз. Это позволило добиться как точного покрытия, так и стабильной фиксации слоя.»
Физические свойства и биосовместимость
Линзы продемонстрировали более 80% пропускания видимого света — показатель, сравнимый с обычными контактными изделиями. При этом они обеспечили высокую электропроводность и эффективную защиту от обезвоживания. Безопасность также была на высоте: биотесты показали более 90% жизнеспособности клеток при контакте с покрытием.Толщина MXene-слоя зависела от концентрации исходной дисперсии, что позволило точно регулировать степень защиты. Кроме того, сама MCE-мембрана выступила в роли антиокислительного барьера, защищая функциональный материал от деградации со временем.
Проверка на глазах свиней: защита от микроволнового нагрева
Для проверки способности к экранированию линзы были протестированы на глазах свиней — широко используемой модели в офтальмологических исследованиях. Животные подвергались воздействию микроволнового излучения с последующим термографическим анализом. Устройства показали быстрое повышение температуры в материале линзы, что указывает на эффективное поглощение ЭМИ и рассеивание энергии в виде тепла. Это, в свою очередь, защитило глазное яблоко от прямого нагрева.Измерения продемонстрировали эффективность экранирования до 93% — рекордный показатель среди биосовместимых материалов при аналогичной толщине покрытия. Это означает, что такие линзы способны надёжно защищать глаза от высокочастотного фона — включая излучение от умных очков, гарнитур, телефонов и других носимых гаджетов .
Потенциал за пределами офтальмологии
«Электронные контактные линзы становятся следующим этапом эволюции носимой электроники. Но впервые это означает, что беспроводные схемы окажутся в прямом контакте с роговицей. Мы вдохновились прогрессом в области двумерных материалов и создали по-настоящему функциональное защитное решение», — отмечает профессор Мияке.Открытие имеет более широкие перспективы, чем просто офтальмология. Линзы с покрытием MXene могут стать платформой для будущих медицинских имплантов, умных сенсоров, биоэлектроники и других форм миниатюрной носимой электроники, где важно обеспечить безопасность тканей при взаимодействии с ЭМИ.
Успешное объединение нанотехнологий, материаловедения и медицины в этой разработке стало возможным благодаря совместной работе учёных из Университета Васэда, Университета Киото и Университетской клиники Ямагути. Среди соавторов статьи: доктор Лунцзе Ху, доцент Дзюн Хиротани, профессор Кадзухиро Кимура, ассистенты Ацусигэ Асимори и Саман Азари.