Naukowcom po raz pierwszy udało się wydrukować w 3D szereg czujników światła na powierzchni w kształcie gałki ocznej. Docelowo, rozbudowana wersja urządzenia będzie mogła przywrócić wzrok niewidomym, a nawet poprawić widzenie osób dobrze widzących. Badanie opisujące urządzenie opublikowane zostało w tym tygodniu w Advanced Materials.
Naukowcy z University of Minnesota wydrukowali trójwymiarowy, światłoczuły układ złożony z cząstek srebra i materiałów półprzewodnikowych na zakrzywioną powierzchnię ze szkła. Drukowany materiał zdołał przylgnąć do zaokrąglonej powierzchni i zamienić światło w elektryczność.
W tym celu zespół badawczy prowadzony przez Michaela McAlpine’a rozpoczął pracę od stworzenia półkulistej szklanej kopuły, podobnej wielkości co ludzka gałka oczna. Używając niestandardowej, wielomateriałowej drukarki 3D, nałożone zostało rusztowanie złożone z cząstek srebra. Następnie naukowcy wykorzystali półprzewodnikowe polimery do drukowania fotodiod zdolnych do przekształcania światła w prąd elektryczny. Proces produkcyjny trwał około godziny. W testach sprawdzających udało się osiągnąć 25-procentową efektywność konwersji światła na energię elektryczną za pomocą w pełni drukowanych półprzewodników 3D.
„Zostało jeszcze dużo do zrobienia, aby rutynowo i w niezawodny sposób drukować aktywną elektronikę” – powiedział McAlpine w oświadczeniu. „Z łatwością możemy wydrukować urządzenie półprzewodnikowe na zakrzywionej powierzchni”
Zespół chciałby stworzyć prototyp, w którym receptory światła działają z jeszcze większą wydajnością. Naukowcy mają nadzieję znaleźć sposób na drukowanie na miękkim, okrągłym materiale, które zamiast na szkło można wszczepić w naturalne oko .
Pomimo że, urządzenie wygląda jak gałka oczna, nie jest wykonane tak, aby działało, jak funkcjonalne oko. Jest to raczej dowód koncepcji, który toruje naukowcom drogę nad stworzeniem bionicznego oka.
Zdolność drukowania matryc światłoczułych na zaokrąglonej powierzchni jest niezwykle ważna, ponieważ jest zbliżeniem tego, jak działa naturalne oko – przekształcane zostaje docierające światło w impuls elektryczny, który może zrozumieć kora wzrokowa mózgu. W przyszłości naukowcy będą musieli znaleźć sposób podłączenia takiego urządzenia do mózgu i „nauczyć” go przetwarzania bodźców wizualnych. To prawdopodobnie zajmie trochę więcej czasu.
Tego typu urządzenie pewnego dnia (po intensywnym treningu) może pomóc widzieć osobom niewidomym. Potencjalnie również może umożliwić zastosowanie kilku transhumanistycznych aplikacji, takich jak umożliwienie osobom dobrze widzącym, aby widzieć z jeszcze większą precyzją lub widzieć światło w różnych zakresach np. światło podczerwone bądź ultrafiolet.
Zobacz także:
Nanoprzewody wszczepione do siatkówki oka przywróciły wzrok
Google zaglądnie nam w oczy, aby ocenić ryzyko chorób sercowo-naczyniowych
Wyleczono wrodzoną ślepotę u ssaków, dając nadzieje na przywrócenie wzroku niewidomym
Udały się pierwsze przeszczepy płuc z biodrukarki – zwięrzęta mają się dobrze.