Forskere har 3D-printet en sensing række på en hemisfærisk glas kuppel. Billede: University of Minnesota, McAlpine Gruppe
For første gang nogensinde, at forskere har 3D-printede en bred vifte af lyssensorer på en øjeæble-formet overflade. I sidste ende, kan en forstørret udgave af den enhed, der kunne genskabe syn til blinde, eller endda forbedre den vision for seende mennesker.
Ny forskning offentliggjort i denne uge i Avancerede Materialer beskriver enheden. Forskere ved University of Minnesota 3D-printet en lys-følsomme array, der består af sølv partikler og halvledende materialer, på en hvælvet overflade af glas. Det trykte materiale formåede at klamre sig til den afrundede overflade og omdanner lys til elektricitet. Selvom enheden ligner en øjeæblet, det er langtfra den fase, hvor det kunne være transplanteret, og lavet til at fungere som et funktionelt øje. Snarere, det er et proof-of-concept, der baner en vej fremad, som forskerne arbejder på at udvikle en bonafide bionic eye.
For at gøre det, en forskergruppe ledet af Michael McAlpine i gang med en halvkugleformet glas kuppel ens i form og størrelse for en menneskelig øjeæblet. Brug af en brugerdefineret, multi-materiale 3D-printeren, og hold fastsat en base, eller et stillads, der består af sølv partikler. Næste, forskerne brugte halvledende polymerer for at udskrive fotodioder i stand til at omdanne lys til elektrisk strøm. Fremstillings-processen tog omkring en time.
Videoen her viser, hvordan de gjorde det.
I forsøg, var forskerne i stand til at nå op på 25 procent effektivitet i at omdanne lys til elektricitet ved hjælp af den fuldt 3D-printet halvledere.
“Vi har en lang vej at gå til rutinemæssigt at udskrive aktiv elektronik pålideligt, men vores 3D-printet halvledere er nu begyndt at vise, at de kunne potentielt konkurrerende effektiviteten af halvledende enheder fremstillet i microfabrication og-bræt,” sagde McAlpine i en erklæring. “Plus, vi kan nemt udskrive en halvledende enhed på en buet overflade, og de kan ikke.”
Herfra ønsker holdet at skabe en prototype, hvor lyset receptorer arbejde med endnu større effektivitet. Forskerne håber også at finde en måde at udskrive på en blød rund materiale, snarere end glas, der kan implanteres i en naturlig øje.
Der er stadig masser af arbejde, der skal gøres. Mulighed for at udskrive lysfølsomme arrays på en rundet overflade er enormt vigtigt, da det er en tilnærmelse til, hvordan en naturlig øjet rent faktisk virker, konvertering af indkommende lys til en elektrisk strøm, at hjernens visuelle cortex kan forstå. Vendes blikket fremad, vil forskerne er nødt til at finde en måde at forbinde sådanne enheder til hjernen, og “lære” det at behandle visuelle stimuli. Der vil sandsynligvis tage noget tid.
En enhed som denne, en dag kunne hjælpe blinde til at se (efter nogle omfattende uddannelse), men det kunne også potentielt kan give nogle mere transhumanistic applikationer, som at give seende mennesker evnen til at se med endnu større klarhed, eller ser lyset i forskellige spektre, såsom infrarød eller ultraviolet lys.
Men vi er ved at få en smule foran os. For nu, lad os fejre denne seneste præstation.
[Avancerede Materialer]