明尼苏达大学的一组研究人员首次在半球形表面上完全3D打印了一系列光接收器。这一发现标志着朝着创造“仿生眼”迈出的重要一步，该仿生眼有一天可以帮助盲人看到或视力更好的人。
这项研究发表在《先进材料》( Advanced Materials)上，该材料经过同行评审，涵盖材料科学。作者还拥有3D打印半导体器件的专利。
明尼苏达大学的研究人员已经在半球上完全3D打印了图像传感阵列，这是“仿生眼”的首个原型。图片来源：明尼苏达大学麦卡峰分校
“仿生眼睛通常被认为是科幻小说，但是现在我们比以往任何时候都使用多材料3D打印机，”该研究的合著者，明尼苏达大学本杰明·梅休大学机械工程副教授迈克尔·麦卡芬说。
研究人员从半球形的玻璃穹顶开始，展示了如何克服在曲面上印刷电子产品的挑战。使用他们的定制3D打印机，他们从银颗粒的基础墨水开始。分配的墨水保持原位并均匀干燥，而不是顺着弯曲的表面流下。然后，研究人员使用半导体聚合物材料打印光电二极管，然后将光转换为电能。整个过程大约需要一个小时。
McAlpine表示，该过程中最令人惊讶的部分是使用完全3D打印的半导体将光转换成电的效率提高了25%。
“我们要可靠地常规地打印有源电子设备还有很长的路要走，但是我们的3D打印半导体现在开始表明它们有可能与微细加工设备中制造的半导体器件的效率相提并论，” McAlpine说。“此外，我们可以轻松地在弯曲的表面上打印半导体器件，而不能。”
McAlpine及其团队以将3D打印，电子学和生物学集成在一个平台上而闻名。几年前，他们因印刷“仿生耳”而受到国际关注。从那时起，他们便有了3D打印的逼真的人造器官用于外科手术，可以用作“仿生皮肤”的电子织物，直接在动手的电子设备以及可以帮助脊髓损伤患者恢复某些功能的细胞和支架。
McAlpine创造仿生眼的动力更加个性化。
“我的母亲的一只眼睛是盲目的，每当我谈论我的工作时，她都会说，'你什么时候给我戴上仿生的眼睛?'”麦克阿尔平说。
McAlpine表示，下一步将是创建一个具有更多光接收器的原型，其效率更高。他们还想找到一种方法在可以植入真实眼睛的柔软的半球形材料上进行打印。
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