Utilizzando la tecnologia di stampa 3D, gli scienziati dell'Università del Minnesota hanno creato una serie di fotorecettori su un substrato emisferico. In futuro, la tecnologia consentirà di creare occhi bionici utilizzando la stampa 3D e restituire la visione a persone completamente cieche. In futuro, gli occhi bionici, ritengono i ricercatori, funzionalmente non saranno diversi da quelli reali. E in alcuni casi, forse, superano quest'ultimo.
L'occhio vivente percepisce la luce grazie ai neuroni fotorecettori situati sulla retina, che convertono la luce visibile in un segnale elettrico. Nel modello creato su una stampante 3D dagli scienziati dell'Università del Minnesota, i diodi semiconduttori svolgono il ruolo di neuroni fotorecettori.
Negli ultimi anni, gli ingegneri hanno esplorato attivamente la possibilità di creare occhi bionici. Alcuni prototipi realizzati in passato sono stati testati con successo sugli esseri umani, ma la fabbricazione di tali protesi è molto costosa, poiché ogni dispositivo deve essere assemblato letteralmente a mano. In futuro, le tecnologie di stampa 3D possono ridurre significativamente i costi e semplificare il processo di creazione di tali impianti, rendendoli disponibili a una gamma più ampia di persone bisognose.
In pratica, è molto difficile disporre una serie di diodi fotorecettori su una superficie curva. Per risolvere il problema, gli scienziati del Minnesota hanno creato una stampante 3D. Prima della stampa, gli scienziati hanno applicato uno strato di nanoparticelle d'argento alla superficie interna di un emisfero di vetro usando una stampante, e poi su di essa, strato dopo strato, hanno costruito una struttura fotorecettrice dall'inchiostro polimero semiconduttore sviluppato da loro. L'intero processo di creazione dell'occhio bionico è durato circa 1,5 ore.
Secondo il capo dello studio, Michael McAlpin, il primo prototipo ha mostrato un'efficienza del 25% nella conversione della luce visibile in segnali elettrici, che gli scienziati ritengono sia un ottimo risultato per le prime fasi di sviluppo.
"I nostri fotorecettori semiconduttori stampati in 3D stanno iniziando ad avvicinarsi all'efficienza di dispositivi simili prodotti da processi industriali esistenti", commenta McAlpin.
“Inoltre, la stampa 3D consente di depositare diodi semiconduttori su superfici curve. Altre tecnologie non offrono tale opportunità.
In futuro, gli scienziati prevedono di aumentare il numero di fotorecettori artificiali utilizzati. Più fotorecettori vengono utilizzati, più efficiente sarà la conversione della luce in un segnale elettrico. McAlpin ei suoi colleghi vogliono anche migliorare la tecnologia di stampa per poter creare microdispositivi semiconduttori non su vetro, ma su un substrato morbido, che in futuro potrebbe diventare la base per un futuro impianto.
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Nikolay Khizhnyak
