نگاهی به لنزهای تماسی هوشمند پوشش‌دهی شده با گرافن

گرافن که برای اولین بار در سال ۲۰۰۴ جداسازی شد، به یکی از شناخته‌ترین نانومواد جهان برای دانشمندان و غیر دانشمندان تبدیل شده‌است. استفاده از گرافن با ظهور مداوم کاربردهای جدید از جمله در پوشش‌های لنز تماسی هوشمند همچنان ادامه دارد.

نگاهی به لنزهای تماسی هوشمند پوشش‌دهی شده با گرافن

گرافن بدون شک یکی از پرکاربردترین موادی است که امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ زیرا دارای تعداد زیادی از ویژگی‌های سودمند است که بسیاری از آن‌ها می‌توانند به طور همزمان استفاده شوند. همچنین انواع مختلفی از گرافن در دسترس است که آن را به ماده‌ای قابل قبول برای تعدادی از کاربردها تبدیل می‌کند. در نتیجه، علاقه زیادی به استفاده از گرافن توسط دانشمندان و شرکت‌های مصرف‌کننده نهایی وجود دارد، به این معنی که در حال حاضر بیش از هر ماده دیگری محصولات و کاربردهای گرافن در حال توسعه است.

 

استفاده از گرافن در پوشش‌ها

یکی از کاربردهای متداول و دیرینه گرافن، پوشش‌ها است. گرافن در این زمینه بسیار مفید است؛ زیرا می‌توان مقدار کمی گرافن را به یک محیط پوششی اضافه کرد تا مزایای بسیاری را دریافت کرد. در آن زمان که گرافن گران‌تر بود، این راهی برای استفاده از گرافن با هزینه کمتر بود. گرافن همچنین می‌تواند بدون غوطه‌ور شدن در محیط به عنوان یک نانوپوشش تک‌لایه مورد استفاده قرار گیرد.

در طول سال‌ها، پوشش‌های مختلفی با استفاده از گرافن تک‌لایه، نانو پلاکت‌های گرافن و اکسید گرافن ساخته شده است. بیشتر پوشش‌ها بر ایجاد خصوصیات مانع محافظت‌کننده در برابر محرک‌های مختلف متمرکز شده‌اند. چنین پوشش‌هایی از پایداری بالای گرافن در بسیاری از زمینه‌ها همچون بدنه کشتی استفاده می‌کنند. همچنین تعدادی پوشش‌های رسانای الکتریکی و رسانای حرارتی (یا اتلاف حرارتی) به ترتیب برای الکترونیک و منسوجات وجود دارد که از خاصیت رسانایی بسیار گرافن استفاده می‌کند. دیگر کاربرد گرافن در پوشش‌های نوری است که از شفافیت نوری صفحات گرافن تک‌لایه برای تعدادی از کاربردهای مبتنی بر الکترونیک استفاده می‌کند.

 

لنزهای هوشمند مبتنی بر گرافن

کاربردهای جدید پوشش‌های گرافنی همیشه در حال پدیدار شدن هستند، از جمله در لنزهای هوشمند. گرافن در بسیاری از زمینه‌ها کاربرد دارد که در حوزه پزشکی این کاربرد وجود ندارد، اما با یافتن روش‌های جدید و ابتکاری برای استفاده و ادغام گرافن این حوزه نیز به آرامی در حال رشد است به گونه‌ای که استفاده از ایم کاده هیچ خطری برای سلامتی کاربر ایجاد نمی‌کند.

استفاده از گرافن در لنزهای تماسی هوشمند، ابتدا با استفاده از حسگرهای گرافنی در لنزهای تماسی شروع شد. چون گرافن بسیار نازک است، دارای مساحت سطح فعال بسیاری است که برای سنجش ایده‌آل است (در کنار رسانایی الکتریکی آن برای تشخیص فعال). این حسگرها برای تشخیص امواج نور مادون‌قرمز در لنزهای تماسی مورد استفاده قرار گرفت، که به نوبه خود، می‌تواند باعث شود کاربر در تاریکی دید بهتری داشته باشد و به عنوان لنزهای تماسی دید در شب عمل می‌کند.

 

استفاده از گرافن به عنوان یک پوشش رسانا در لنزهای تماسی

تحقیقاتی که در طول چند سال گذشته انجام شده است، حوزه‌های دیگری را که می‌توان در آن از گرافن در لنزهای تماسی استفاده کرد را مورد بررسی قرار داده‌است، مانند استفاده از گرافن به عنوان یک پوشش رسانا. گرافن در میان ویژگی‌های مختلفی که دارد دارای خاصیت محافظت تداخل الکترومغناطیسی (EMI) است که به محفاظت از چشم در برابر امواج الکترومغناطیسی کمک می‌کند و احتمال بروز آب‌مروارید را کاهش می‌دهد. با توجه به انعطاف‌پذیری و مقاومت کششی بالای گرافن، می‌توان آن را در سطوح پیچیده و خمیده، مانند مردمک چشم و لنزهای تماسی که بالای چشم قرار می‌گیرند، استفاده کرد.

 

جلوگیری از دهیدراتاسیون چشم با استفاده از لنزهای تماسی پوشش‌دهی شده با گرافن

از این لنزهای تماسی علاوه بر محافظت در برابر امواج الکترومغناطیسی، برای جلوگیری از دهیدراتاسیون که اغلب توسط لنزهای تماسی با نگه داشتن رطوبت مایع اشکی ایجاد می‌شود نیز استفاده شده‌است.

لنزهای تماسی با استفاده از سفیده تخم‌مرغ به عنوان مدل مردمک چشم به صورت دقیق آزمایش شدند و در معرض تابش گسترده مایکروویو قرار گرفتند. این آزمایش نشان داد که پوشش گرافن باعث جذب امواج مایکروویو زیادی شده و این امواج را به صورت تابش گرمایی پراکنده می‌کند. این امر آسیب به سفیده تخم‌مرغ در زیر لنز تماسی را به حداقل می‌رساند. مشخص شد که چنین خواصی از پوشش گرافنی در محیط مرطوب وجود دارد و این پوشش زیست‌سازگاری خوبی دارد که آن را برای استفاده انسان مناسب می‌سازد.

 

آینده پوشش‌های گرافنی در لنزهای هوشمند

در حالی که چنین لنزهای تماسی در دسترس عموم مردم نیستند و هنوز در مراحل اولیه توسعه قرار دارند، پوشش‌های گرافنی در لنزهای تماسی هوشمند راهی برای محفاظت از چشمان کاربران در آینده ارائه می‌کنند. تصور می‌شود که این لنزهای تماسی هوشمند به همان اندازه که برای انسان‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد، می‌تواند در زمینه نمایشگر و حسگر نیز استفاده شود.