Phát hiện trên đã đánh dấu một bước tiến quan trọng tới việc chế tạo “con mắt điện tử” hỗ trợ người khiếm thị hoặc người có thị lực kém. Bài nghiên cứu được đăng tải trên tạp chí Advanced Materials. Tác giả nghiên cứu cũng sở hữu bằng sáng chế cho các thiết bị bán dẫn in 3D.

Các nhà nghiên cứu thuộc ĐH Minesota đã in 3D tia cảm thụ hình ảnh trên một khung bán cầu, tạo ra nguyên mẫu “con mắt điện tử” đầu tiên. Ảnh: Nhóm nghiên cứu McAlpine, Đại học Minnesota .

Đồng tác giả Michael McAlpine, giáo sư Kỹ thuật Cơ học, ĐH Minesota cho biết, bằng máy in 3D đa chất liệu, con người đang đưa những con mắt điện tử trong các câu chuyện khoa học viễn tưởng đến gần hơn với hiện thực.

Đầu tiên, các nhà nghiên cứu bắt đầu in trên một chụp kính vòm dạng bán cầu để kiểm chứng sức bền khi in các vật liệu điện tử trên bề mặt cong. Họ bắt đầu in bằng mực nền là các phần tử bạc trên máy in 3D tự chế. Kết quả là mực in không bị chảy xuống bề mặt cong mà giữa nguyên vị trí và khô đều nhau. Sau đó, các vật liệu polyme bán dẫn được in lên các đi-ốt quang nhằm chuyển hóa ánh sáng thành điện năng. Toàn bộ quá trình diễn ra trong vòng 1 giờ đồng hồ.

Theo McAlpine, điều đáng ngạc nhiên nhất trong suốt quy trình là việc bộ phận bán dẫn hoàn chỉnh có thể chuyển hóa ánh sáng thành điện với hiệu suất lên tới 25%. Dù còn cần nhiều thời gian để có thể in thành công các vật liệu điện tử theo dây chuyền, nhưng các chất bán dẫn in 3D của McAlpine đã cho thấy tiềm năng cạnh tranh với các sản phẩm từ các cơ sở công nghệ vi chế tạo (microfabrication), và còn vượt qua họ ở khả năng in trên bề mặt cong.

Mc Alpine và nhóm nghiên cứu của mình còn được biết tới với các sản phẩm in như “tai điện tử”, các cơ quan nội tạng nhân tạo sống phục vụ phẫu thuật, da điện tử làm từ vải, cũng như các tế bào và khung xương giúp những bệnh nhân chấn thương cột sống phục hồi chức năng.

Bước tiếp theo, nhóm sẽ thực hiện một bản mẫu mắt điện tử với nhiều thụ quan ánh sáng nhằm đạt hiệu suất cao hơn đồng thời tìm cách in vật liệu mềm dạng bán cầu có thể được cấy ghép vào mắt thật.