Исследовательская группа в Университете Миннесоты впервые полностью напечатала на 3D-принтере матрицу световых рецепторов на полусфере. Это является значительным шагом к созданию «бионического глаза», который однажды даст возможность слепым видеть, а зрячим — улучшить зрение.
Подпись к изображению: Исследователи в Университете Миннесоты напечатали на 3D-принтере воспринимающую изображения матрицу на полусфере, что является первым подобным прототипом «бионического глаза»
Исследование опубликовано в научном журнале Advanced Materials, посвящённом материаловедению. Автор также обладает патентом на печать 3D-принтером полупроводниковых устройств.
«Бионический глаз обычно считают устройством из области научной фантастики, но сейчас мы подошли вплотную к его созданию, используя 3D-принтер, печатающий множеством материалов», — говорит Майкл МакАлпайн, соавтор исследования.
Исследователи начали с полусферичного стеклянного купола, чтобы показать возможность печатать электронные компоненты на изогнутой поверхности. Используя специально для этого созданный 3D-принтер, они начали с базовых чернил, содержащих частицы серебра. Нанесённые чернила остались на месте и высохли, а не сбежали с выгнутой поверхности. Затем были использованы полупроводящие полимеры для печати фотодиодов, преобразующих свет в электричество. Весь процесс занимает примерно час.
МакАлпайн говорит, что самым удивительным было достижение 25 процентной эффективности преобразования света в электричество, которое они достигли с полупроводниками, полученными исключительно 3D-печатью.
«Нам ещё далеко до рутинной, надёжной печати активной электроники, но полученные на 3D-принтере полупроводники показывают возможность соперничать в эффективности с полупроводниками, созданными традиционным способом. Также, мы легко можем напечатать полупроводниковое устройство на изогнутой поверхности, что невозможно в традиционном производстве».
МакАлпайн и его команда известны интеграцией 3D-печати, электроники и биологического материала в одной платформе. Несколько лет назад они привлекли внимание, напечатав «бионическое ухо». Затем они печатали искусственные органы, похожие на настоящие и используемые для обучения хирургов; электронную ткань, способную служить «бионической кожей»; электронику непосредственно на подвижной руке; клетки и клеточный каркас, позволяющие людям с повреждением спинного мозга восстановить некоторые функции.
Стремление МакАлпайна создать бионический глаз имеет и личные причины.
«Моя мать слепа на один глаз, и когда я рассказываю о своей работе, она спрашивает: ‘Когда же ты напечатаешь мне бионический глаз?'»
МакАлпайн говорит, что следующим шагом будет создание прототипа с большим числом световых рецепторов и бОльшей эффективностью. Они также надеются найти способ печатать на мягком материале в виде полусферы, которую можно будет имплантировать в глаз.