Южнокорейские учёные разработали материал для мягких контактных линз, который способен самостоятельно «залечивать» мелкие царапины под воздействием обычного ультрафиолетового света всего за один час. Новая технология может существенно продлить срок службы линз и снизить количество отходов.
Разработкой занимались исследователи Чон-Хён Чхве и Бён-Ги Чо. Они создали специальный гидрогель, который при облучении УФ-светом запускает химическую реакцию самовосстановления.
Как линзы «залечивают» себя
Обычные гидрогели, из которых делают мягкие контактные линзы, представляют собой полимерную сеть, удерживающую большое количество воды. Учёные модифицировали структуру этого материала так, чтобы в нём происходила реакция обмена дисульфидных связей.
При облучении ультрафиолетом с длиной волны 365 нм в течение одного часа эти связи временно разрываются и затем снова соединяются с соседними атомами. В результате повреждённая полимерная сеть постепенно восстанавливается, и царапины «затягиваются».
Ранее та же команда уже создавала самовосстанавливающийся гидрогель, но он требовал длительного нагревания. Такой подход был неудобен, поскольку приводил к высыханию линзы. Новый вариант работает при комнатной температуре, что делает его гораздо более практичным.
Защитное покрытие против царапин и бактерий
Кроме самовосстановления, исследователи нанесли на поверхность линзы дополнительное полимерное покрытие. Оно выполняет сразу две функции: защищает от механических повреждений (антицарапин) и препятствует прикреплению бактерий (антифоулинг).
В ходе испытаний покрытие показало хорошую устойчивость: даже после многократного трения мелкозернистой наждачной бумагой прозрачность материала снижалась всего на около 2%. Это означает, что обычные мелкие царапины практически не будут влиять на качество зрения.
Лабораторные тесты
В экспериментах материал демонстрировал высокую эффективность восстановления: после облучения УФ-светом царапины практически исчезали, оставляя почти идеально гладкую поверхность. Гидрогель хорошо удерживал воду и сохранял механические свойства, сопоставимые с коммерческими мягкими контактными линзами.
Важное преимущество — процесс можно повторять многократно. Это значит, что линзы смогут восстанавливаться после нескольких эпизодов повреждений.
Пока разработка находится на стадии лабораторных исследований. Материал ещё должен пройти дополнительные тесты на долговременную стабильность и получить необходимые разрешения регулирующих органов.
Если всё пройдёт успешно, пользователи в будущем смогут ремонтировать мелкие повреждения линз самостоятельно — с помощью обычных домашних УФ-ламп (тех же, что используются для сушки гель-лака или обеззараживания). Это позволит реже менять линзы, снизить расходы и уменьшить количество пластиковых отходов.
Работа опубликована в журнале ACS Applied Polymer Materials.
