Het team van Dr. Seol Seung-Kwon en van professor Lim-Doo Jeong hebben de kerntechnologie voor slimme contactlenzen ontwikkeld. Deze lenzen worden geprint met een 3D-printer en worden gedragen als normale lenzen. Hoewel het onderzoek naar de lens momenteel wordt uitgevoerd op het diagnosticeren en behandelen van gezondheid, kunnen de slimme contactlenzen ook worden gebruikt voor op AR gebaseerde navigatie.
Dr. Seol Seung-Kwon’s Smart 3D Printing Research Team bij KERI en het team van professor Lim-Doo Jeong bij Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) ontwikkelden nieuwe technologie voor slimme contactlenzen. Een slimme contactlens is een product dat als een normale lens op het menselijk oog wordt gedragen en verschillende informatie laat zien. Onderzoek naar de lens wordt voornamelijk uitgevoerd op het diagnosticeren en behandelen van gezondheid.
Slimme contactlenzen voor AR
Hoewel het onderzoek naar slimme lenzen momenteel gericht is op de gezondheidszorg, denken de onderzoekers dat de belangrijkste toepassing AR-navigatie zal zijn. Door de lens te dragen, moet navigatie zich via AR voor het oog van een persoon ontvouwen. Dit is ook interessant voor games als Pokemon Go waarin gamers hun smartphone gebruiken om game-elementen met AR te zien. Het onderzoeksteam verwacht dan ook dat deze nieuwe slimme lens veel aandacht zal trekken.
Dr. Seol Seung-Kwon van KERI zei: “Onze prestatie is een ontwikkeling van 3D-printtechnologie die functionele micropatronen kan printen op niet-plannersubstraat dat geavanceerde slimme contactlenzen kan commercialiseren om AR te implementeren. Het zal enorm bijdragen aan de miniaturisatie en veelzijdigheid van AR-apparaten.”
Veel obstakels voor slimme contacten
Hoewel de ontwikkelingen van de slimme lenzen veelbelovend zijn, zijn er veel obstakels voor commercialisering vanwege ernstige technische uitdagingen. Maar de teams van Seung-Kwon en Jeong verbeteren de bestaande lenzen door een technologie te ontwikkelen die AR kan realiseren door micropatronen op een lensdisplay af te drukken met behulp van een 3D-printer zonder spanning toe te passen. De sleutel is de Meniscus van gebruikte inkt, een fenomeen waarbij een gebogen oppervlak op de buitenwand wordt gevormd zonder dat waterdruppels barsten als gevolg van capillaire werking wanneer waterdruppels voorzichtig worden ingedrukt of getrokken met een bepaalde druk.
Bij het implementeren van AR met slimme contactlenzen zijn elektrochrome beeldschermen geschikt die met een laagvermogen kunnen worden aangestuurd. Een “Pure Prussian Blue” kleur, met een hoge prijsconcurrentie en snel contrast en overgang tussen kleuren, trekt de aandacht als materiaal van de lens. Pruisischblauw wordt gekristalliseerd door verdamping van het oplosmiddel in de meniscus gevormd tussen het micromondstuk en het substraat.
Het wetenschappelijke proces van Meniscus en Pruisischblauw
De onderzoekers deelden het wetenschappelijke proces dat plaatsvindt wanneer de met inkt gevulde micronozzle en het substraat in contact komen in een verklaring: “De meniscus van de zure ijzer-ijzer-ferricyanide-inkt wordt gevormd op het substraat wanneer de met inkt gevulde micromondstuk en het substraat in contact komen. Heterogene kristallisatie van FeFe(CN)6 vindt plaats op het substraat in de meniscus via spontane reacties van de voorloperionen (Fe3+ en Fe(CN)3−) bij kamertemperatuur. Tegelijkertijd vindt de verdamping van het oplosmiddel plaats aan het oppervlak van de meniscus.”
“Wanneer water uit de meniscus verdampt, bewegen de watermoleculen en voorloperionen door convectiestroming naar het oppervlak van de meniscus, waardoor een preferentiële accumulatie van de voorloperionen in het buitenste deel van de meniscus ontstaat. Dit fenomeen induceert de edge-enhanced kristallisatie van FeFe(CN)6; dit is cruciaal voor het beheersen van de factoren die de kristallisatie van FeFe(CN)6 in de drukstap beïnvloeden om gelijkmatig gedrukte PB-patronen op een substraat te verkrijgen. Net als bij conventioneel galvaniseren, moest het substraat vroeger een geleider zijn als er spanning werd aangelegd, maar een groot voordeel van het gebruik van het meniscusfenomeen is dat er geen beperking is aan het substraat dat kan worden gebruikt, omdat kristallisatie plaatsvindt door natuurlijke verdamping van het oplosmiddel.”
“Door de precieze beweging van het mondstuk wordt de kristallisatie van Pruisischblauw continu uitgevoerd, waardoor micropatronen ontstaan. Patronen kunnen niet alleen op vlakke oppervlakken worden gevormd, maar ook op gebogen oppervlakken. De micropatroontechnologie van het onderzoeksteam is zeer fijn (7,2 micrometer) en kan worden toegepast op slimme contactlensdisplays voor AR, en de kleur is continu en uniform.”
Lees hier meer over deze nieuwe slimme contactlenzen
