Созданные учеными контактные линзы имеют устойчивое покрытие из максенов. Это обеспечивает надежную защиту глаз от электромагнитного излучения.
Развитие набирает интернет вещей, а также носимые технологии. Компании разрабатывают умные очки и линзы, управление которыми осуществляется по Wi-Fi. Не менее важным является тот факт, что продолжительное воздействие электромагнитного излучения может представлять угрозу для здоровья глаз. Специалисты разрабатывают носимые устройства, призванные не оказывать негативного влияния на организм человека.
Максены (MXenes) — максены — это группа двумерных материалов, состоящая из карбидов и нитридов переходных металлов. Хотя ученые знакомы с ними с 1950-х годов, в последнее время они вновь привлекли внимание исследователей. Максены характеризуются хорошей изоляцией от электромагнитного излучения, электропроводностью и гидрофильностью, используются в медицине, электронике, исследуется их использование в системах хранения энергии. Однако они плохо держатся на поверхности других веществ и быстро окисляются. Это мешало использовать максены для защиты от излучения.
Японские ученые из междисциплинарной группы разработали мягкие контактные линзы с устойчивым покрытием из максенов. Новая технология производства обеспечивает превосходную адгезию и препятствует окислению покрытия, сохраняя при этом хорошую оптическую прозрачность и способность блокировать электромагнитное излучение. Результаты исследования опубликованы в журнале Small Science.
Сначала исследовательская группа приступила к изготовлению пленок. Для этого была приготовлена суспензия максенов в смеси воды и тетрагидрофурана, после чего отфильтровали это вакуумом с помощью мембран из смешанного эфира целлюлозы. Получившиеся пленки нанесли коммерческие мягкие контактные линзы Wavecontact методом влажного переноса с использованием ацетона. Ацетон растворил целлюлозную мембрану. Полученную линзу промывали и замачивали в дистиллированной воде.
На готовых линзах с покрытием провели тщательный анализ физических характеристик, электропроводности и безопасности для зрения. Результаты показали, что они пропускают более 80 процентов видимого света, характеризуются высокой электропроводностью и обеспечивают защиту от сухости глаз. Кроме того, линзы демонстрируют отличную биосовместимость: в ходе испытаний более 90 процентов клеток, контактировавших с линзой, остались жизнеспособными.
Для оценки эффективности электромагнитного экранирования линзы с покрытием провели испытания на глазах свиней и исследовали при воздействии микроволнового излучения. Линзы смогли экранировать 93% электромагнитного излучения поглощается этими материалами. Это самый высокий показатель удельной эффективности, зафиксированный для биосовместимых материалов небольшой толщины. Они также демонстрируют быстрое нагревание под воздействием внешнего излучения, что свидетельствует о значительном поглощении и рассеянии электромагнитных волн. В ходе экспериментов линзы обеспечили защиту глаз от прямого нагрева, распределяя тепло в окружающую среду.
«Наше исследование способно оказать широкое влияние. Прежде всего, оно предполагает создание устойчивого и простого в нанесении покрытия на основе нанолистов MXene с помощью влажного переноса расширяет возможности для коммерческого применения. Во-вторых, наш метод прост, но эффективен в предотвращении окисления MXene, превращая обычно упускаемую из виду проблему — в решенное препятствие», — сказал руководитель исследования, профессор Такео Мияке ( Takeo Miyake).