Onderzoekers hebben een 3D-geprinte een sensor array op een halfrond glazen koepel. Beeld: Universiteit van Minnesota, McAlpine Groep
Voor de eerste keer ooit, hebben de wetenschappers 3D-geprinte een array van licht sensoren op een oogbol-vormige oppervlak. Uiteindelijk, een opgeschaalde versie van het apparaat zou kunnen herstellen visie op de blinden, of zelfs het verbeteren van de visie van ziende mensen.
Nieuw onderzoek gepubliceerd deze week in Geavanceerde Materialen beschrijft het apparaat. Onderzoekers aan de Universiteit van Minnesota 3D-geprinte een lichtgevoelige matrix, bestaande uit zilver deeltjes en halfgeleidende materialen, op een gewelfd oppervlak van glas gemaakt. Het gedrukte materiaal in geslaagd om vast te houden aan de ronde oppervlak en zetten licht om in elektriciteit. Hoewel het apparaat ziet eruit als een oogbol, het is nergens in de buurt van het podium, waar het kan worden getransplanteerd en gemaakt om te werken als een functionele oog. Integendeel, het is een proof-of-concept dat baant zich een weg naar voren als wetenschappers werken aan de ontwikkeling van een bonafide bionische oog.
Om het te maken, een onderzoeksteam onder leiding van Michael McAlpine de slag met een halfronde glazen koepel gelijk in vorm en grootte van een menselijke oogbol. Met behulp van een aangepaste, multi-materiaal 3D-printer, de team legde een base, of steiger, bestaande uit zilver deeltjes. Naast de onderzoekers gebruikt halfgeleidende polymeren afdrukken photodiodes staat van het omzetten van licht in een elektrische stroom. Het productie proces duurde ongeveer een uur.
Hier de video laat zien hoe ze het deed.
In de tests, de onderzoekers waren in staat om te zorgen dat 25 procent van de efficiëntie in het omzetten van licht in elektriciteit met behulp van de volledig 3D-geprinte halfgeleiders.
“We hebben nog een lange weg te gaan om routinematig afdrukken actieve elektronica betrouwbaar, maar onze 3D-geprinte halfgeleiders beginnen nu in te zien dat ze zouden kunnen wedijveren met de efficiëntie van halfgeleidend apparaten vervaardigd in microfabrication faciliteiten,” zei McAlpine in een verklaring. “Plus, kunnen we gemakkelijk afdrukken van een halfgeleidend apparaat op een gebogen oppervlak, en kunnen ze niet.”
Vanaf hier, het team zou willen maken van een prototype waarin het licht receptoren werken met een nog grotere efficiëntie. De onderzoekers ook in de hoop een manier te vinden om af te drukken op een ronde en zachte materiaal, in plaats van glas, die kan worden geïmplanteerd in een natuurlijke oog.
Er is nog genoeg werk aan de winkel. De mogelijkheid om af te drukken lichtgevoelige arrays op een ronde oppervlak is enorm belangrijk, want het is een benadering van hoe een natuurlijke oog eigenlijk werkt, het omzetten van binnenkomende licht in een elektrische stroom dat de hersenen de visuele cortex kan begrijpen. Vooruitblikkend, zullen wetenschappers hebben een manier vinden om een dergelijk apparaat aan de hersenen, en “leren” voor het verwerken van visuele prikkels. Dat zal waarschijnlijk enige tijd duren.
Een apparaat als dit op een dag kunnen de blinden zien (na een uitgebreide opleiding), maar het zou ook mogelijk wat meer transhumanistic toepassingen, zoals het geven van ziende mensen de mogelijkheid om te zien met nog meer duidelijkheid, of het licht zien in verschillende spectra, zoals infrarood of ultraviolet licht.
Maar we krijgen een beetje van onszelf. Voor nu, laten we vieren deze laatste prestatie.
[Advanced Materials]