In de Volkskrant van 8 januari 2026 lezen we:
“Een mens knippert gemiddeld zo'n zeventien keer per minuut met de oogleden om de ogen te beschermen en vochtig te houden. Chinese onderzoekers zien nu een nieuw nut voor knipperen: elektriciteit opwekken. De wetenschappers experimenteerden met contactlenzen met ingebouwde minigeneratoren. De wrijving van het knipperende ooglid wekt negatieve elektrische lading op in de contactlens. Die negatieve lading wekt vervolgens in de sensoren van een bijbehorende bril een positieve lading op, waaruit een computer de kijkrichting van de pupil kan afleiden. Daar is het de onderzoekers om te doen, beschrijven ze in het vakblad Cell Reports Physical Science”.
Patiënten met amyotrofische laterale sclerose (ALS), zie figuur 1, kunnen hun rolstoel besturen met hun ogen via het oogvolgend systeem.
Figuur 1 Bron: Cell Reports Physical Science
“De wrijving van het knipperende ooglid wekt negatieve elektrische lading op in de contactlens”.
a) Wat is een bekend voorbeeld van opwekking van elektriciteit door wrijving?
Uitwerking vraag (a)
Een bekend voorbeeld van opwekking van elektriciteit is het wrijven van een kunststof ballon met een wollen doek, of het kammen van je haar met een kunststof kam.
In het artikel in Cell Reports Physical Science zien we door middel van figuur 2 uitgelegd wat er gebeurt als de oogbol respectievelijk naar boven, naar links en naar rechts draait.
Figuur 2 Bron: Cell Reports Physical Science
De wrijving van het knipperende ooglid wekt negatieve elektrische lading (elektronen) op in minigeneratoren die zich in de contactlens bevinden. Zie figuur 2.
b) Hoe komt het dat het brillenglas met de sensoren een elektrische lading krijgt?
Uitwerking vraag (b)
De sensoren in het brillenglas zijn gemaakt van materiaal dat reageert op de (negatieve) elektrische lading van de contactlens die vlak bij het brillenglas zit. Door de negatieve lading in de contactlens zal er in het brillenglas een ladingsverschuiving plaats vinden waarbij de elektronen in het glas worden afgestoten en er een positieve lading achterblijft. Dit verschijnsel heet influentie. Door het bewegen van het oog verandert de afstand tot de sensoren in het glas en daardoor vindt er een ladingsverschuiving plaats in het brillenglas. Zie figuur 4.
Figuur 4. Bron: Cell Reports Physical Science
c) Leg uit dat die lading in het brillenglas positief is.
Uitwerking vraag (c)
De contactlens is negatief (overschot aan elektronen). Daardoor worden de elektronen in de sensoren van het brillenglas afgestoten. Ze gaan via de ampèremeter naar de ‘aarde’, waardoor er ter plekke een positieve lading achterblijft in de sensoren van het brillenglas. Zie figuur 4b en 4c.
In de volgende figuur is te zien hoe van de lading die ontstaat in het brillenglas een stroompje gemaakt kan worden, waarmee via een computersysteem de rolstoel kan worden bestuurd.
Figuur 3 Bron: Cell Reports Physical Science
d) Waardoor gaat er bij het bewegen van het oog een stroom lopen? Zie figuur 3.
Uitwerking vraag (d)
Doordat de sensoren via de bril zijn verbonden met de ‘aarde’ zullen de elektronen gaan lopen van de bril naar de aarde. De ‘aarde’ is in dit geval de persoon die de bril op heeft. Bij het terugdraaien van het oog gebeurt er het tegenovergestelde. Zie figuur 4d en 4e.
e) Wat is het teken (+ of -) van de lading (rode pijl) die door de A-meter stroomt in figuur 3b? Geef argumenten voor je keuze.
Uitwerking vraag (e)
Elektronen zijn negatief. Dus er loopt een stroom de andere kant op: vanaf de aarde naar het brillenglas, zie figuur 4d en 4e.
De schrijver van het artikel in de krant zegt:
“De lens en bril hebben geen externe stroombron nodig. Daardoor blijft de uitvinding licht en ziet ze eruit als een normale bril”.
f) Noem nog een voordeel van het systeem doordat het geen externe energiebron nodig heeft.
Uitwerking vraag (f)
Het systeem kan altijd en overal gebruikt worden, dus ook in het donker. En je hoeft niet met batterijen te werken die leeg raken.