Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Minnesota, pela primeira vez, totalmente 3-D imprimiu uma série de receptores de luz em uma superfície hemisférica. Esta descoberta marca um passo significativo para a criação de um "olho biônico" que algum dia poderia ajudar os cegos a enxergar melhor.

A pesquisa foi publicada hoje em Materiais avançados , um jornal científico revisado por pares que cobre a ciência dos materiais. O autor também detém a patente de dispositivos semicondutores impressos em 3D.

"Os olhos biônicos são geralmente considerados ficção científica, mas agora estamos mais perto do que nunca usando uma impressora 3D multimaterial, "disse Michael McAlpine, um co-autor do estudo e Professor Associado de Engenharia Mecânica da Universidade de Minnesota Benjamin Mayhugh.

Os pesquisadores começaram com uma cúpula de vidro hemisférica para mostrar como eles poderiam superar o desafio de imprimir eletrônicos em uma superfície curva. Usando sua impressora 3-D customizada, eles começaram com uma tinta base de partículas de prata. A tinta distribuída permaneceu no lugar e secou uniformemente em vez de escorrer pela superfície curva. Os pesquisadores então usaram materiais poliméricos semicondutores para imprimir fotodiodos, que convertem luz em eletricidade. Todo o processo leva cerca de uma hora.

McAlpine disse que a parte mais surpreendente do processo foi a eficiência de 25% na conversão da luz em eletricidade obtida com os semicondutores totalmente impressos em 3-D.

"Temos um longo caminho a percorrer para imprimir rotineiramente produtos eletrônicos ativos de forma confiável, mas nossos semicondutores impressos em 3-D agora estão começando a mostrar que podem rivalizar com a eficiência dos dispositivos semicondutores fabricados em instalações de microfabricação, "McAlpine disse." Além disso, podemos facilmente imprimir um dispositivo semicondutor em uma superfície curva, e eles não podem. "

McAlpine e sua equipe são conhecidos por integrar a impressão 3-D, eletrônicos, e biologia em uma única plataforma. Eles receberam atenção internacional há alguns anos por imprimirem uma "orelha biônica". Desde então, eles têm órgãos artificiais semelhantes à vida impressos em 3D para a prática cirúrgica, tecido eletrônico que poderia servir como "pele biônica, "eletrônicos diretamente em uma mão em movimento, e células e suportes que podem ajudar as pessoas que vivem com lesões na medula espinhal a recuperar alguma função.

A motivação de McAlpine para criar um olho biônico é um pouco mais pessoal.

"Minha mãe é cega de um olho, e sempre que falo sobre meu trabalho, ela diz, 'Quando você vai imprimir um olho biônico para mim?' ", Disse McAlpine.

McAlpine diz que os próximos passos são criar um protótipo com mais receptores de luz ainda mais eficientes. Eles também gostariam de encontrar uma maneira de imprimir em um material hemisférico macio que possa ser implantado em um olho real.

A equipe de pesquisa de McAlpine inclui o estudante de graduação em engenharia mecânica da Universidade de Minnesota, Ruitao Su, pesquisadores de pós-doutorado Sung Hyun Park, Shuang-Zhuang Guo, Kaiyan Qiu, Daeha Joung, Fanben Meng, e o estudante de graduação Jaewoo Jeong.