Neue Forschung bringt Uns Einen Schritt Näher an einem Bionischen Auge

Forscher haben 3D-gedruckte ein-Sensor-array auf eine halbkugelförmige Glaskuppel. Bild: University of Minnesota, McAlpine Gruppe

Zum ersten mal haben Wissenschaftler ein 3D-gedruckten ein array von Lichtsensoren auf einen Augapfel-förmigen Oberfläche. Schließlich, eine vergrößerte version des Geräts wiederherstellen konnte Sehvermögens für blinde, oder sogar verbessern, die vision des sehenden Menschen.

Neue Forschung, veröffentlicht in dieser Woche in Advanced Materials beschreibt das Gerät. Forscher an der University of Minnesota 3D-gedruckt auf eine Licht-empfindliche array, bestehend aus Silber-Partikel und halbleitenden Materialien, die auf einer gewölbten Oberfläche aus Glas. Das gedruckte material verwaltet, Klammern sich an die abgerundete Oberfläche und Licht in Strom umwandeln. Obwohl das Gerät aussieht wie ein Augapfel, es ist nirgendwo in der Nähe der Bühne, wo er konnte transplantiert werden und wie eine funktionale Auge. Vielmehr ist es ein proof-of-concept, ebnet einen Weg in die Zukunft als Wissenschaftler arbeiten an der Entwicklung eines bonafide bionische Auge.

Um es zu machen, ein Forscherteam um Michael McAlpine begann mit einer halbkugelförmigen Glas-Kuppel ähnelt in Form und Größe eines menschlichen Augapfels. Mit einem benutzerdefinierten multi-material 3D-Drucker, das team legte eine base, oder Gerüst, bestehend aus Silber-Partikeln. Als Nächstes wollen die Wissenschaftler verwendeten halbleitenden Polymere zu drucken Photodioden, die in der Lage Umwandlung von Licht in elektrischen Strom. Der Herstellungsprozess dauerte etwa eine Stunde.

Das video hier zeigt, wie Sie es Taten.

In tests, die Forscher waren in der Lage zu erreichen, 25 Prozent Wirkungsgrad bei der Umwandlung von Licht in Strom mithilfe der vollständig 3D-gedruckten Halbleitern.

“Wir haben einen langen Weg zu gehen, um routinemäßig zu drucken, aktive Elektronik zuverlässig, aber unser 3D-gedruckter Halbleiter sind, die jetzt beginnen, um zu zeigen, dass Sie könnte möglicherweise Rivalen, die Effizienz der Halbleiter-Geräte hergestellt in mikrofabrikationsverfahren Einrichtungen”, sagte McAlpine in einer Erklärung. “Außerdem können wir problemlos drucken einer Halbleiter-Vorrichtung auf einer gekrümmten Oberfläche, und Sie können es nicht.”

Von hier möchte das team um einen Prototypen zu erstellen, in dem die Licht-Rezeptoren Arbeit mit noch größerer Effizienz. Die Forscher hoffen, einen Weg zu finden, Druck auf eine weiche Runde Materials, anstatt Glas, das implantiert werden kann ein natürliches Auge.

Es gibt noch viel Arbeit getan werden. Die Möglichkeit zu drucken lichtempfindlichen arrays auf eine abgerundete Oberfläche ist enorm wichtig, weil es eine Annäherung an, wie ein natürliches Auge tatsächlich funktioniert, ist die Umwandlung des einfallenden Lichtes in einen elektrischen Strom, der das Gehirn visuelle Kortex verstehen können. In Zukunft werden Wissenschaftler müssen einen Weg finden, schließen solche ein Gerät in das Gehirn, und “lehren”, die es zu verarbeiten die visuellen Reize. Das wird wahrscheinlich einige Zeit in Anspruch nehmen.

Ein Gerät wie dieses könnte eines Tages helfen, die blinden sehen (nach einer ausgiebigen training), aber es könnte auch ermöglichen, einige mehr transhumanistic Anwendungen geben, wie sehende Menschen die Fähigkeit zu sehen, mit noch größerer Klarheit oder Licht in verschiedenen Spektren, wie Infrarot-oder UV-Licht.

Aber wir sind immer ein bisschen vor uns. Für jetzt, lasst uns Feiern dieses neueste Errungenschaft.

[Advanced Materials]


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