Ερευνητές του University of Minnesota δημιούργησαν, για πρώτη φορά, μέσω 3D εκτύπωσης, μια διάταξη αισθητηρίων φωτός σε μια ημισφαιρική επιφάνεια– ένα επίτευγμα το οποίο αποτελεί σημαντικό βήμα προς την κατεύθυνση της δημιουργίας ενός βιονικού ματιού, που θα μπορεί να επιτρέπει σε τυφλούς να βλέπουν ή σε ανθρώπους με προβλήματα όρασης να βλέπουν καλύτερα.
«Τα βιονικά μάτια αντιμετωπίζονται συνήθως ως επιστημονική φαντασία, αλλά τώρα βρισκόμαστε πιο κοντά από ποτέ, χρησιμοποιώντας έναν 3D εκτυπωτή πολλαπλών υλικών» είπε ο Μάικλ ΜακΑλπάιν, ένας από τους συντελεστές της έρευνας – η οποία δημοσιεύτηκε στο Advanced Materials- και αναπληρωτής καθηγητής του πανεπιστημίου.
Οι ερευνητές άρχισαν με έναν ημισφαιρικό γυάλινο θόλο, προκειμένου να δείξουν πώς ήταν σε θέση να εκτυπώσουν ηλεκτρονικά σε κυρτή επιφάνεια. Χρησιμοποιώντας τον ειδικό 3D εκτυπωτή τους, άρχισαν με μία βασική μελάνη από σωματίδια ασημιού. Η μελάνη έμεινε στη θέση της και στέγνωσε ενιαία αντί να γλιστρά στην κυρτή επιφάνεια. Οι ερευνητές στη συνέχεια χρησιμοποίησαν πολυμερή υλικά – ημιαγωγούς για την εκτύπωση φωτοδιόδων, που μετατρέπουν το φως σε ηλεκτρισμό. Η όλη διαδικασία χρειάζεται περίπου μία ώρα.
Ο ΜακΑλπάιν σημείωσε ότι το πλέον εκπληκτικό στοιχείο της διαδικασίας είναι η αποδοτικότητα 25% ως προς τη μετατροπή φωτός σε ηλεκτρισμό, η οποία επετεύχθη με τους πλήρως 3D printed ημιαγωγούς. «Έχουμε ακόμα πολύ δρόμο να κάνουμε μέχρι να μπορούμε να εκτυπώνουμε αξιόπιστα ηλεκτρονικά, αλλά οι 3D printed ημιαγωγοί μας αρχίζουν τώρα να δείχνουν ότι θα μπορούσαν εν δυνάμει να ανταγωνιστούν τις επιδόσεις συσκευών ημιαγωγών που παράγονται σε εγκαταστάσεις microfabrication» ανέφερε σχετικά. «Επίσης, μπορούμε εύκολα να εκτυπώσουμε μια συσκευή- ημιαγωγό σε κυρτή επιφάνεια, ενώ αυτοί όχι» πρόσθεσε.
Ο ΜακΑλπάιν και η ομάδα του είναι γνωστοί για τον συνδυασμό 3D printing, ηλεκτρονικών και της βιολογίας σε μια ενιαία πλατφόρμα: Πριν λίγα χρόνια είχαν γίνει διεθνώς γνωστοί για τη δημιουργία ενός «βιονικού αυτιού». Έκτοτε έχουν φτιάξει μέσω 3D εκτύπωσης εξαιρετικά ρεαλιστικά τεχνητά όργανα για εκπαίδευση χειρουργών, ένα ηλεκτρονικό ύφασμα που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως «βιονικό δέρμα», έχουν εκτυπώσει ηλεκτρονικά απευθείας σε χέρι εν κινήσει κ.ά. Παρόλα αυτά, για τον ΜακΑλπάιν το βιονικό μάτι ήταν πιο προσωπική υπόθεση, καθώς η μητέρα του είναι τυφλή από το ένα μάτι. «Η μητέρα μου είναι τυφλή στο ένα μάτι, και όποτε της λέω για τη δουλειά μου, μου λέει “πότε θα μου εκτυπώσεις ένα βιονικό μάτι;”» είπε ο ίδιος.
Τα επόμενα βήματα των ερευνητών περιλαμβάνουν τη δημιουργία ενός πιο αποδοτικού πρωτοτύπου με περισσότερα αισθητήρια φωτός, καθώς και η εύρεση ενός τρόπου εκτύπωσης σε μαλακό ημισφαιρικό υλικό, που θα μπορεί να εμφυτευθεί σε πραγματικά μάτια.