明尼蘇達(dá)大學(xué)的一組研究人員首次在半球形表面上完全3D打印出一系列光接收器。這一發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著朝著創(chuàng)造“仿生眼”邁出了重要的一步，有朝一日可以幫助盲人看到或看到人們看得更清楚。

該研究成果發(fā)表在Advanced Materials上，這是一本涵蓋材料科學(xué)的同行評(píng)審科學(xué)期刊。作者還擁有3D打印半導(dǎo)體器件的專利。

“仿生眼睛通常被認(rèn)為是科幻小說(shuō)，但現(xiàn)在我們比以往任何時(shí)候都更接近使用多材料3D打印機(jī)，”該研究的合著者和明尼蘇達(dá)大學(xué)Benjamin Mayhugh機(jī)械工程副教授Michael McAlpine說(shuō)。

研究人員從一個(gè)半球形玻璃圓頂開(kāi)始，展示他們?nèi)绾慰朔谇嫔嫌∷㈦娮釉奶魬?zhàn)。使用他們定制的3D打印機(jī)，他們開(kāi)始使用銀粒子的基礎(chǔ)墨水。分配的墨水保持在適當(dāng)?shù)奈恢貌⒕鶆虻馗稍?，而不是沿著彎曲的表面向下流?dòng)。然后研究人員使用半導(dǎo)體聚合物材料印刷光電二極管，將光轉(zhuǎn)換為電能。整個(gè)過(guò)程大約需要一個(gè)小時(shí)。

McAlpine表示，該過(guò)程中最令人驚訝的部分是將光線轉(zhuǎn)換為完全3D打印半導(dǎo)體所實(shí)現(xiàn)的電力效率的25%。

“我們還有很長(zhǎng)的路要走可靠地定期打印有源電子產(chǎn)品，但我們的3D打印半導(dǎo)體現(xiàn)在開(kāi)始顯示它們可能與微加工設(shè)備制造的半導(dǎo)體器件的效率相媲美，”McAlpine說(shuō)。“另外，我們可以在曲面上輕松打印半導(dǎo)體器件，但它們不能。”

McAlpine和他的團(tuán)隊(duì)以在單一平臺(tái)上集成3D打印，電子和生物學(xué)而聞名。幾年前，他們因打印“仿生耳”而受到國(guó)際關(guān)注。從那時(shí)起，他們就有3D打印生命的人造器官用于外科手術(shù)，電子織物可以作為“仿生皮膚”，電子直接在移動(dòng)的手上，細(xì)胞和支架可以幫助脊髓損傷患者恢復(fù)一些功能。

McAlpine創(chuàng)造仿生眼的動(dòng)力更加個(gè)性化。

“我的母親一只眼睛失明，每當(dāng)我談?wù)撐业墓ぷ鲿r(shí)，她說(shuō)，'你什么時(shí)候打印我的仿生眼?'”麥卡爾平說(shuō)。

McAlpine說(shuō)接下來(lái)的步驟是創(chuàng)建一個(gè)具有更多光效的光接收器的原型。他們還希望找到一種可以在柔軟的半球形材料上打印的方法，這種材料可以植入真實(shí)的眼睛中。