看過《碟中諜4》的朋友們一定不會忘記湯姆•克魯斯戴過的那種眨眨眼就能拍照的隱形眼鏡,而這款科幻感十足的超酷裝備如今已經有望走進現實——一些研究人員已經取得了一定進展,他們用納米材料攻克了電子隱形眼鏡需要解決的一些難題。
韓國國立蔚山科學技術大學(UNIST)的化學工程師樸章雄(Jang-UngPark)帶領一支研究團隊,利用他們開發的由石墨烯和納米銀線混合而成的導電性、柔韌度俱佳的一種材料,將一根發光二極管安裝在一片市售隱形眼鏡上。
這種改裝過的隱形眼鏡已經在兔子身上進行了實驗(因為兔子的眼睛大小與人類相仿),受試的兔子持續佩戴5小時后并無不良反應,它們既沒有揉眼也沒有出現眼睛充血,而鏡片上的電子元件可以正常工作——這項研究成果已經發表在了國際納米科學技術領域權威期刊《納米快報》(NanoLetters)上。
這項研究遇到的首要挑戰,是尋找一種既透明又柔軟的良性導體。消費電子領域目前常用的透明導電材料銦錫氧化物(ITO)堅硬易碎,而且沉積成型時所需的高溫會讓隱形眼鏡融化;石墨烯和納米銀線透明而柔軟,但導電性能不夠好。
通過與美國伊利諾伊大學的學者Sung-WooNam進行合作,樸章雄發現以兩層石墨烯薄膜夾一層納米銀線的“三明治”混合物電阻大大低于兩種材料單獨的電阻,單位面積電阻僅有33歐姆(透明導電材料的行業標準是50歐姆以下)。此外,這種材料透光率高達94%,柔韌度也很好,而且可以在低溫下通過溶液逐層沉積在旋轉的表面(如隱形眼鏡片)上。
他們與三星公司的研究人員進行合作,將上述彈性導電材料涂在一片隱形眼鏡上,然后在上面安裝了一根發光二極管——這個只有一個像素的東西還遠遠不能被稱為“屏幕”,但是這種材料可能會在未來的隱形眼鏡顯示屏上大有作為。
在過去5年里,也有其他公司和學者在研究電子隱形眼鏡并取得了一定進展。瑞士的Sensimed公司制造出了一種可以24小時監測青光眼病人眼壓的隱形眼鏡片,而華盛頓大學教授、谷歌眼鏡項目發起人巴巴克•帕爾維茲(BabakParviz)也做過隱形眼鏡顯示屏。但是,上述電子隱形眼鏡采用的都是硬質或不透明材料。
樸章雄的終極目標,是做出具備谷歌眼鏡的全套功能、同時又保持了透明和柔軟的隱形眼鏡。而Sung-WooNam認為電子隱形眼鏡在醫療領域更有前途,他目前正在利用石墨烯-納米銀線導電材料制造能通過眼球淚膜的化學成分監測人體健康的生物傳感器。