Новое исследование: на один шаг ближе к бионическому глазу
Впервые в мире ученые создали с помощью трехмерной печати множество светочувствительных датчиков на поверхности, имеющую форму глазного яблока. В конце концов, расширенная версия устройства может восстановить зрение слепых или даже улучшить у зрячих людей.
Новое исследование, опубликованное на этой неделе в Advanced Materials, описывает устройство. Исследователи из Университета Миннесоты напечатали в 3D светочувствительный массив, состоящий из частиц серебра и полупроводниковых материалов, на куполообразную поверхность из стекла. Печатным материалам удалось закрепиться на закругленной поверхности и превращать свет в электричество. Хотя устройство выглядит как глазное яблоко, оно пока не приближается к той стадии, когда его можно пересадить и заставить работать как функциональный глаз. Скорее, это доказательство концепции, которая продвигает нас вперед, поскольку ученые работают над созданием бонафического бионического глаза.
Чтобы это сделать, исследовательская группа во главе с Майклом МакАлпином начала с полусферического стеклянного купола, подобного по форме и размеру на человеческий глаз. Используя собственный многослойный 3D-принтер, команда заложила основание или эшафот, состоящий из серебряных частиц. Затем исследователи использовали полупроводниковые полимеры для печати фотодиодов, способных преобразовывать свет в электрический ток. Процесс изготовления занял около часа.
Видео показывает, как они это сделали.
В тестах исследователи смогли достичь 25-процентной эффективности преобразования света в электричество с использованием полностью трехмерных печатных полупроводников.
"Нам предстоит долгий путь, чтобы регулярно и надежно печатать активную электронику, но наши 3D-печатные полупроводники теперь начинают доказывать, что они потенциально могут конкурировать с эффективностью полупроводниковых устройств, изготовленных на установках по микрообработке", - говорится в заявлении McAlpine . "Кроме того, мы можем легко распечатать полупроводниковое устройство на изогнутой поверхности, а они не могут".
Поэтому команда хотела бы создать прототип, в котором легкие рецепторы работают с еще большей эффективностью. Исследователи также надеются найти способ печати на мягком сферическом материале, но не на стекле, и который может быть имплантирован в естественный глаз.
Все еще предстоит много работы. Способность печатать светочувствительные массивы на закругленной поверхности чрезвычайно важна, так как она приближается к тому, как работает естественный глаз, превращая входящий свет в электрический ток, который может понять зрительная кора коры головного мозга. Забегая вперед, ученым придется найти способ подключения такого устройства к мозгу и "научить" его обрабатывать визуальные стимулы. Это, скорее всего, займет определенное время.
Подобное устройство может в один прекрасный день помочь слепым увидеть (после некоторого обширного обучения), но оно также может потенциально привести к некоторым более трансгуманистическим приложениям, таким как дать зрячим людям возможность видеть с большей ясностью или увидеть свет в разных спектрах, таких как инфракрасный или ультрафиолетовый свет.
Но мы немного опережаем события. Пока давайте отпразднуем это последнее достижение.