Un equipo de investigadores de la Universidad de Minnesota, por primera vez, Imprimió completamente en 3D una serie de receptores de luz en una superficie hemisférica. Este descubrimiento marca un paso significativo hacia la creación de un "ojo biónico" que algún día podría ayudar a las personas ciegas a ver o a las personas videntes a ver mejor.

La investigación se publica hoy en Materiales avanzados , una revista científica revisada por pares que cubre la ciencia de los materiales. El autor también tiene la patente de los dispositivos semiconductores impresos en 3D.

"Los ojos biónicos se suelen considerar ciencia ficción, pero ahora estamos más cerca que nunca usando una impresora 3D multimaterial, "dijo Michael McAlpine, coautor del estudio y profesor asociado de ingeniería mecánica Benjamin Mayhugh de la Universidad de Minnesota.

Los investigadores comenzaron con una cúpula de vidrio hemisférica para mostrar cómo podían superar el desafío de imprimir productos electrónicos en una superficie curva. Usando su impresora 3D personalizada, empezaron con una tinta base de partículas de plata. La tinta dispensada permaneció en su lugar y se secó uniformemente en lugar de correr por la superficie curva. Luego, los investigadores utilizaron materiales poliméricos semiconductores para imprimir fotodiodos, que convierten la luz en electricidad. Todo el proceso dura aproximadamente una hora.

McAlpine dijo que la parte más sorprendente del proceso fue la eficiencia del 25 por ciento en convertir la luz en electricidad que lograron con los semiconductores totalmente impresos en 3D.

"Tenemos un largo camino por recorrer para imprimir componentes electrónicos activos de forma rutinaria de forma fiable, pero nuestros semiconductores impresos en 3-D ahora están comenzando a mostrar que potencialmente podrían rivalizar con la eficiencia de los dispositivos semiconductores fabricados en instalaciones de microfabricación, "McAlpine dijo." Además, podemos imprimir fácilmente un dispositivo semiconductor en una superficie curva, y no pueden ".

McAlpine y su equipo son conocidos por integrar la impresión 3D, electrónica, y biología en una sola plataforma. Recibieron atención internacional hace unos años por imprimir una "oreja biónica". Desde entonces, tienen órganos artificiales realistas impresos en 3D para la práctica quirúrgica, tejido electrónico que podría servir como "piel biónica, "electrónica directamente en una mano en movimiento, y células y andamios que podrían ayudar a las personas que viven con lesiones de la médula espinal a recuperar algo de función.

El impulso de McAlpine para crear un ojo biónico es un poco más personal.

"Mi madre es ciega de un ojo, y siempre que hablo de mi trabajo, ella dice, '¿Cuándo me vas a imprimir un ojo biónico?' ", Dijo McAlpine.

McAlpine dice que los próximos pasos son crear un prototipo con más receptores de luz que sean aún más eficientes. También les gustaría encontrar una forma de imprimir en un material hemisférico suave que se pueda implantar en un ojo real.

El equipo de investigación de McAlpine incluye al estudiante graduado en ingeniería mecánica de la Universidad de Minnesota, Ruitao Su, investigadores postdoctorales Sung Hyun Park, Shuang-Zhuang Guo, Kaiyan Qiu, Daeha Joung, Fanben Meng, y el estudiante de pregrado Jaewoo Jeong.