3D印「仿生眼」來了!重見天日還會遠嗎?

上架時間:2018-09-17

  • 文/Yessir Chen

  • 編修/vMaker 編輯部


曲面想要 3D 印,如何能不滑下去?


重見天日的日子真的要來了嗎?一篇發表在 Advanced Materials 上的研究報告,似乎讓「仿生眼」的相關研究向前邁進了一大步!


「人們通常認為仿生眼只出現在科幻小說中,但藉由複合材料的 3D 列印機, 仿生眼將不再是幻想!」明尼蘇達大學機械工程學系副教授 Benjamin Mayhugh 和其研究夥伴 Michael McAlpine 如此表示。


一般我們常說的 3D 列印主要是透過熔化、軟化材料,或是直接加工液體原料,以供分層疊加、重組。因此,要把東西列印在球面上可說是困難重重,因為軟化的原料很容易沿著彎曲的表面向下滑動。


印在球面上,3D 列印的材料很容易往下滑。圖/giphy


不過,研究團隊克服了這些障礙,首次在半球形表面上成功 3D 列印出一系列的光接收器。


為了「印」出眼球,他們需要客製化的 3D 列印機。首先,需要先在半球型的玻璃圓罩上,印一層銀粒子組成的基底墨水,經過處理的墨水會保持在適當的地方,並且均勻地乾燥。


接著,研究者再利用半導體聚合物材料去印出光電二極管 (photodiode),以便將光轉換成電。這整個打印過程約需耗時一個鐘頭。


列印完成後,光電二極管就會將接收到的光轉換成電,而後藉由銀墨水傳導出去,讓接收器取得信號。


研究團隊首次在半球形表面上完全 3D 列印出一系列光接收器!圖/截自Youtube影片


McAlpine 說,最令人驚訝的是,團隊利用 3D 列印出的半導體能夠達到 25% 的光電轉換率,充分體現出了這種技術的潛力,而在彎曲的表面上列印感光元件,更是傳統工法難以達成的事。不過,現在的研發階段尚無法長期穩定地供應這些電子零件,「我們還有很長的一段路要走!」 McAlpine 說。


你是我的眼,讓研發腳步不斷向前


另一方面,McAlpine 能在事業上獲得成功,家人背後的支持功不可沒。事實上,他之所以會想研究仿生眼,跟家人有著密切的關係。


McAlpine 自己的母親就有一隻眼睛失明,每當聊到工作時,母親除了關心和鼓勵外,也會開玩笑地說:「你什麼時候要幫我做一隻仿生眼?」這看似玩笑的鼓勵在背後不斷推動著 McAlpine ,讓他終於得以將仿生眼化為現實。


不過,若要真正讓人們使用仿生眼,大概還要好一陣子,畢竟,這次所開發的眼球原型是以玻璃為基底(你可以想像將它塞進眼窩會有多不舒服)。團隊的下一步是要嘗試在更柔軟的半球型材料上印出感光元件,同時,他們也希望可以增加更多光接收器,以改善仿生眼的效率。


如果未來真的能開發出仿生眼,不僅能讓視力受損的朋友獲得改善的機會,就連一般民眾,都有可能因此獲得更佳的視力,或許,我們有一天真的能像動漫中的超級英雄一樣,一目千里。



參考資料: