Investigadores do Korea Electrotechnology Research Institute (KERI) e do Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) desenvolveram “tecnologia central” para lentes de contacto inteligentes impressas em 3D, construídas em ecrãs monocromáticos de baixa potência, e demonstraram as suas funções para ferramentas de realidade aumentada, tais como a navegação ao vivo. Os resultados da investigação da equipa foram publicados em Advanced Science.
A equipa de Investigação de Impressão 3D Inteligente do Dr. Seol Seung-Kwon na KERI e a equipa do Professor Lim-Doo Jeong no Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan (UNIST) desenvolveram tecnologia de base para lentes de contacto inteligentes que podem implementar uma navegação baseada na realidade aumentada (AR), com um processo de impressão 3D.
Uma lente de contacto inteligente é um produto ligado ao olho humano como uma lente normal e fornece várias informações. A investigação sobre a lente está a ser conduzida principalmente no diagnóstico e tratamento da saúde. Recentemente, a Google e outros estão a desenvolver lentes de contacto inteligentes para ecrãs que podem implementar a RA. Ainda assim, existem muitos obstáculos à comercialização devido a severos desafios técnicos.
Ao implementar AR com lentes de contacto inteligentes, os ecrãs electrocrómicos1) que podem ser conduzidos com baixa potência são adequados, e a cor “Puro Azul da Prússia”, com alta competitividade de preço e rápido contraste e transição entre cores, está a atrair a atenção como material da lente. No entanto, no passado, a cor era revestida no substrato sob a forma de película, utilizando o método de revestimento eléctrico2), o que limitava a produção de ecrãs avançados que podiam expressar várias informações (letras, números, imagens)”.
A realização do KERI-UNIST reside no facto de ser uma tecnologia que pode realizar AR através da impressão de micro-padrões num visor de lentes utilizando uma impressora 3D sem aplicar tensão. A chave é o Menisco da tinta usada. O Menisco é um fenómeno em que se forma uma superfície curva na parede exterior sem que as gotículas de água rebentem devido à acção capilar quando as gotículas de água são suavemente pressionadas ou puxadas com uma certa pressão.
O azul da Prússia é cristalizado através da evaporação de solvente no Menisco formado entre o micronozle e o substrato. O menisco da tinta ácido-ferrícido-ferrícianida forma-se no substrato quando o micronozle e o substrato cheio de tinta entram em contacto. A cristalização heterogénea de FeFe(CN)6 ocorre no substrato dentro do menisco através de reacções espontâneas dos iões precursores (Fe3+ e Fe(CN)3-) à temperatura ambiente. Simultaneamente, a evaporação do solvente ocorre na superfície do menisco. Quando a água evapora do menisco, as moléculas de água e os iões precursores deslocam-se em direcção à superfície do menisco por fluxo convectivo, gerando uma acumulação preferencial dos iões precursores na parte exterior do menisco. Este fenómeno induz a cristalização do FeFe(CN)6, o que é crucial para controlar os factores que influenciam a cristalização do FeFe(CN)6 na etapa de impressão para obter padrões PB uniformemente impressos num substrato. Tal como na galvanoplastia convencional, o substrato tinha de ser um condutor quando a tensão era aplicada, mas uma grande vantagem da utilização do fenómeno do menisco é que não há qualquer restrição ao substrato que pode ser utilizado porque a cristalização ocorre por evaporação natural do solvente.
Através do movimento preciso do bocal, a cristalização do azul prussiano é realizada continuamente, formando assim micro-padrões. Os padrões podem ser formados não só em superfícies planas, mas também em superfícies curvas. A tecnologia dos micro-padrões da equipa de investigação é muito fina (7,2 micrómetros) que pode ser aplicada a visores de lentes de contacto inteligentes para AR, e a cor é contínua e uniforme.
A principal área de aplicação esperada é a navegação. Simplesmente usando uma lente, a navegação desdobra-se na frente dos olhos de uma pessoa através de AR. Jogos como o popular ‘Pokemon Go’ também podem ser desfrutados com lentes de contacto inteligentes, não com smartphones.
O Dr. Seol Seung-Kwon’s do KERI disse: “A nossa realização é um desenvolvimento de tecnologia de impressão 3D que pode imprimir micro-padrões funcionais em substrato não planeado que podem comercializar lentes de contacto inteligentes avançadas para implementar AR”. Ele acrescentou: “Contribuirá grandemente para a miniaturização e versatilidade dos dispositivos AR”.
Os resultados da investigação relacionada foram recentemente publicados como artífice de capa em Advanced Science (IF 17,521/JCR 4,71%), uma revista académica de renome mundial na área da ciência dos materiais, em reconhecimento da sua excelência.
A equipa de investigação acredita que este feito atrairá muita atenção de empresas relacionadas com baterias e biossensores que necessitam de micro-pastragem do azul da Prússia, bem como do campo AR, e planeia encontrar empresas relacionadas com a procura e promover a transferência de tecnologia.
Entretanto, o KERI é um instituto de investigação financiado pelo governo sob a tutela do Ministério da Ciência e do Conselho Nacional de Investigação para a Ciência e Tecnologia do ICT. O Dr. Seol Seung-Kwon é também professor no campus do KERI da Universidade de Ciência e Tecnologia (UST).
Saiba mais sobre a KERI em keri.re.kr.
Para mais informações sobre o Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan, por favor visite unist.ac.kr.