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L’innovazione che rende possibile questa tecnologia è la possibilità di stampare in 3D una serie di recettori di luce su una superficie emisferica. Michael McAlpine, co-autore dello studio, professore associato di Ingegneria Meccanica all’Università del Minnesota Benjamin Mayhugh, ha detto:

«Gli occhi bionici di solito sono considerati come fantascienza, ma ora siamo più vicini che mai a realizzarli utilizzando una stampante 3D multimateriale».

I ricercatori hanno iniziato con una cupola di vetro emisferica per mostrare come superare la sfida di stampare elettronica su una superficie curva. Utilizzando la loro stampante 3D personalizzata, hanno iniziato con un inchiostro di base di particelle d’argento. L’inchiostro inserito è rimasto in posizione e si è asciugato uniformemente invece di scorrere lungo la superficie curva. I ricercatori hanno poi utilizzato materiali polimerici semiconduttori per stampare fotodiodi che convertono la luce in elettricità. L’intero processo dura circa un’ora (vedi sintesi in video).

Michael McAlpine ha detto:

«La parte più sorprendente del processo è stata l’efficienza del 25% nella conversione della luce in energia elettrica ottenuta con i semiconduttori completamente stampati in 3D. Abbiamo ancora molta strada da fare per stampare in modo affidabile l’elettronica attiva di routine, i nostri semiconduttori stampati in 3D stanno iniziando a dimostrare che potenzialmente potrebbero competere con l’efficienza dei dispositivi a semiconduttore prodotti in impianti di microfabbricazione. Possiamo facilmente stampare un dispositivo semiconduttore su una superficie curva».

Michael McAlpine e il suo team sono noti per integrare la stampa 3D, l’elettronica e la biologia su un’unica piattaforma. Hanno ricevuto l’attenzione internazionale alcuni anni fa per la stampa di un “orecchio bionico”, da allora, hanno stampato in 3D: organi artificiali realistici per la pratica chirurgica; il tessuto elettronico che potrebbe servire come “pelle bionica”; elettronica direttamente su una mano in movimento; cellule e impalcature che potrebbero aiutare le persone che vivono con lesioni del midollo spinale a riacquistare una qualche funzione.

La volontà di Michael McAlpine di creare un occhio bionico è un po’ più personale, ha detto:

«Mia madre è cieca a un occhio, ogni volta che parlo del mio lavoro, mi dice: “Quando mi stamperai un occhio bionico?».

I prossimi passi del team sono la creazione di un prototipo con più recettori della luce che siano ancora più efficienti. Vorrebbero anche trovare un modo per stampare su un morbido materiale emisferico che possa essere impiantato in un occhio reale.

I ricercatori per identificare i marcatori delle malattie oculari all’inizio di questo mese hanno formato una rete neurale con i dati raccolti dai pazienti del Servizio Sanitario Nazionale.