研究

明尼苏达大学的研究人员创造了3D打印的仿生眼睛原型

麦艾尔派恩研究小组明尼苏达大学(UMN)已成功3D打印在半球形表面使用聚合物光电探测器的光电器件。根据研究出版于最新版先进材料这是“仿生眼”帮助视障人士的重要一步。

“仿生眼睛通常被认为是科幻小说,但现在我们比以往任何时候都更接近使用多材料3D打印机,”Michael McAlpine说大学机械工程副教授的领袖麦艾尔派恩研究小组。

3D打印光电“仿生眼”装置。照片由UMN/麦卡尔平集团提供。
3D打印光电“仿生眼”装置。照片由UMN/麦卡尔平集团提供。

3D打印的仿生眼

麦卡尔平研究小组旨在探索在单一平台上的增材制造、电子和生物集雷电竞充值成。到目前为止,他们做到了3D打印的可用于治疗的临时纹身,开发了一个3D打印脊髓损伤活细胞支架原型和一个能够制造“软”机器人的先进3D打印机

麦卡尔平的母亲失去了一只眼睛的视力,因此他个人决定进行仿生眼睛的研究。在麦卡尔平集团的集体经验下,研究人员开始使用其定制的挤压式3D打印机,其基底墨水是半球形玻璃圆顶上的银纳米颗粒。这最初证明了在弯曲表面上印刷的可能性,因为所分配的墨水成功地停留在适当的位置,并持续干燥,而不渗入圆顶。

随后,研究人员打印了高性能聚合物基光电探测器-将光转化为电-在半球形玻璃圆顶内的PET薄膜基板上。该器件集成到高灵敏度、宽视场的图像传感阵列中。根据McAlpine的说法,这个过程大约需要一个小时,比微加工半导体效率高25%。

麦卡尔平解释说三维精密加工技术像这样的,3D打印光电器件可为下一代可穿戴和3D结构光电器件提供最佳的设计灵活性。


一次让我大开眼界的经历

麦卡尔平小组现在正计划创造一个具有更多光受体和提高效率的原型。研究人员还打算在软的半球形材料上打印,这样就可以植入真正的眼睛。

“我们在常规打印有源电子设备方面还有很长的路要走,但我们的3D打印半导体现在开始显示,它们的效率有可能与在微制造设施中制造的半导体设备相匹敌,”麦卡尔平解释说。

“此外,我们可以很容易地在曲面上打印半导体设备,而他们做不到。”

研究论文,”3D打印聚合物光电探测器的作者之一是朴成铉Ruitao苏Jaewoo宋郭双庄,邱开艳,钟凡本,孟,Michael C. McAlpine。

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特色图片展示了3D打印光电“仿生眼”装置。照片由UMN/麦卡尔平集团提供。

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