Các nhà nghiên cứu nguyên mẫu in 3D cho mắt điện tử sinh học

Một nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học Minnesota đã, lần đầu tiên, hoàn toàn in 3D  một mảng các thụ thể ánh sáng trên một bề mặt bán cầu. Khám phá này đánh dấu một bước quan trọng hướng tới việc tạo ra một mắt điện tử sinh học mà một ngày nào đó có thể giúp người mù nhìn thấy hoặc nhìn thấy tốt hơn.

Các nhà nghiên cứu nguyên mẫu in 3D cho mắt điện tử sinh học 

Nghiên cứu được công bố ngày hôm nay trong Advanced Materials, một tạp chí khoa học được xem xét có uy tín về khoa học vật liệu. Tác giả cũng nắm giữ bằng sáng chế cho các thiết bị bán dẫn in 3D.

Michael McAlpine, đồng tác giả của nghiên cứu và Đại học Minnesota Benjamin Mayhugh Phó Giáo sư Kỹ sư Cơ khí, cho biết: “Mắt Bionic thường được coi là khoa học viễn tưởng, nhưng bây giờ chúng tôi đã gần gũi hơn bao giờ hết khi sử dụng máy in 3D đa vật liệu.

 

Các nhà nghiên cứu đã bắt đầu với một mái vòm kính bán cầu để cho thấy cách họ có thể vượt qua thử thách của việc in ấn các thiết bị điện tử trên bề mặt cong. Sử dụng máy in 3D tùy chỉnh của họ, họ bắt đầu với một loại mực của các hạt bạc. Mực phân phối được giữ nguyên và khô hoàn toàn thay vì chạy xuống bề mặt cong. Sau đó, các nhà nghiên cứu đã sử dụng vật liệu polyme bán dẫn để in các quang tử, chuyển đổi ánh sáng thành điện năng. Toàn bộ quá trình mất khoảng một giờ.

McAlpine cho biết một phần đáng ngạc nhiên nhất của quá trình này là hiệu quả 25% trong việc chuyển đổi ánh sáng thành điện mà họ đạt được với các chất bán dẫn in 3D hoàn toàn.

McAlpine cho biết: “Chúng tôi có một chặng đường dài để thường xuyên in các thiết bị điện tử hoạt động một cách đáng tin cậy, nhưng các chất bán dẫn in 3D của chúng tôi đang bắt đầu cho thấy rằng chúng có khả năng cạnh tranh hiệu quả của các thiết bị bán dẫn được chế tạo trong các cơ sở chế tạo vi mạch. "Thêm vào đó, chúng ta có thể dễ dàng in một thiết bị bán dẫn trên bề mặt cong”

McAlpine và nhóm của ông được biết đến với việc tích hợp in 3D, điện tử và sinh học trên một nền tảng duy nhất. Họ đã nhận được sự chú ý của quốc tế cách đây vài năm để in 3D một "tai bionic". Kể từ đó, chúng có các cơ quan nhân tạo giống như trên thực tế, thực hành phẫu thuật, vải điện tử có thể phục vụ như "da bionic", trực tiếp trên bàn tay sống, và các tế bào và khung xương có thể giúp những người  với chấn thương tủy sống lấy lại một số chức năng cơ thể .

Mục đích McAlpine tạo ra một con mắt bionic là do việc cá nhân.

"Mẹ tôi bị mù  một mắt, và bất cứ khi nào tôi nói về công việc của tôi, bà ấy nói," Khi nào con sẽ in 3D cho mẹ một mắt điện tử? "" McAlpine nói.

McAlpine cho biết các bước tiếp theo là tạo ra một nguyên mẫu với nhiều thụ thể ánh sáng thậm chí còn hiệu quả hơn. Họ cũng muốn tìm cách in 3D trên một vật liệu bán cầu mềm có thể được cấy vào mắt thật.

Nhóm nghiên cứu của McAlpine bao gồm sinh viên tốt nghiệp kỹ sư cơ khí của Đại học Minnesota, Ruitao Su, các nhà nghiên cứu sau tiến sĩ Sung Hyun Park, Shuang-Zhuang Guo, Kaiyan Qiu, Daeha Joung, Fanben Meng và sinh viên đại học Jaewoo Jeong.

Nghiên cứu được tài trợ bởi Viện Sinh học Quốc gia về hình ảnh và Bioengineering của Viện Y tế Quốc gia (Giải thưởng số 1DP2EB020537), Công ty Boeing, và Discovery Discovery, Nghiên cứu, và Sáng kiến ​​Kinh tế InnoVation (MnDRIVE) thông qua tiểu bang Minnesota.

 

Tag (từ khóa):

Bình luận