明尼苏达大学3D打印仿生眼睛原型，未来可以恢复视力

图片来源：明尼苏达大学

图为明尼苏达大学的研究人员在一个半球上打印了完整的3D图像传感阵列，这是“仿生眼”的初始原型。

明尼苏达大学的研究人员首次在半球表面上使用3D打印技术完整打印了一系列的光感受器。这一发现标志着研究人员朝着创造“仿生眼”迈出了重要的一步。有朝一日，它可以帮助盲人重见光明或使视力不好的人看得更清楚。

今天该项研究发表在同行可评议得材料科学期刊《Advanced Materials》杂志上。作者同时申请了3D印刷半导体设备的专利。

这项研究的合著者、明尼苏达大学机械工程副教授 Michael McAlpine说：“人们通常认为，仿生眼只存在于科幻小说中，但现在我们比以往任何时候都更接近应用多材料3D打印机。”

研究人员从一个玻璃材质的半球形顶部开始，展示他们如何克服困难，在曲面上印刷电子产品。使用定制的3D打印机，他们从银粒子的底色油墨开始。使配置墨水干燥均匀的保持原状，而不是沿着曲面流动。然后，研究人员使用半导体聚合物材料打印出光子晶体，再将光转化为电的二极体。整个过程大约需要一个小时。

Michael McAlpine表示，这一过程中最令人惊讶的部分是，他们使用用全3D印刷半导体将光转换成电能，其效率高达25%。

McAlpine 表示：“我研制常规可靠地有源电子产品还有很长的路要走，但我们的3D打印半导体已经开始崭露头角，它们有可能与在微制造设备中制造的半导体器件的效率相媲美。此外，我们可以很容易地在曲面上打印出半导体器件，而它们却不能。”

McAlpine和他的团队以在曲面上集成3D打印、电子和生物学而闻名。几年前，他们因印刷“仿生耳”而受到国际关注。从那时起，他们为外科手术进行3D打印类生命体人造器官。譬如，电子织物可以用作“仿生皮肤”，可直接用于可移动手上的电子产品，或者细胞和支架。这可以帮助脊髓损伤患者恢复一些功能。

McAlpine创造仿生眼的原因十分人性化。McAlpine说：“我母亲有一只眼睛瞎了，每当我们提及我的工作时，她都会问我什么时候给她印一只仿生眼？’”

McAlpine表示接下来的步骤是创造一个更有效率的光感受器的原型。他们还想找到一种方法，可以在柔软的半球状材料上打印，这样才能真正植入眼睛。

McAlpine的研究团队包括明尼苏达大学机械工程专业研究生Ruitao Su、博士后 Sung Hyun Park、Shuang-Zhuang Guo、 Kaiyan Qiu、Daeha Joung、Fanben Meng，以及大学生Jaewoo Jeong。