3D Baskılı Prototip Göz Üretimi
Minnesota Üniversitesi (UMN) McAlpine araştırma grubu, hemisferik (yarı küresel) yüzeylerde polimerik fotodetektörleri kullanarak başarılı bir 3D baskılı optoelektronik (ışık ile elektrik enerjisinin birbirine dönüşümü) cihaz üretimi gerçekleştirdiler. Üretilen bu ilk prototipler, görme engelli insanlara belirli oranda görme yetisinin kazandırılmasına yardımcı olacak 3D baskılı bir biyonik gözün ilk başlangıcı ve ileride bu gelişimi tetikleyecek bir araştırma olduğu söylenmektedir.
Biyonik bir göz çok fütüristik (aşırı uç) gibi görünebilir. Ancak implante edilmiş olan bu ürün birkaç hastaya uygulanmıştır. Yapılan uygulamalarla, hastaların bazılarının görsel yetenekleri kısmen ve hatta bazıları için daha büyük oranda görme yeteneği yeniden kazandırılabilmiştir. Bu konuda daha önce benzer çalışmalara katkıda bulunmuş Koreli araştırmacıların 3D baskıdan yapay bir göz oluşturmayı başarmışlardır. Çalışmanın kurucu ortağı ve UMN'de makine mühendisliği bölümü profesörü olan Michael McAlpine biyonik gözlerin genellikle bilim kurgu olarak düşünüldüğünü, ancak şimdi çok yönlü bir 3D yazıcı kullanarak bunu gerçekleştirebildiklerini belirtmiştir.
3D Baskılı Biyonik Göz Üretim Aşaması
Bu grup araştırmacılar önceki çalışmalarında elektronik bileşenlerin cilt üzerinde doğrudan baskısı gibi birçok yenilikçi projeyi de başarıyla yürütmüşlerdir. Düşük maliyetli, taşınabilir bir masaüstü 3D yazıcı ile ellerinin arkasında fonksiyonel elektronik bileşenler ürettikleri bilinmektedir. Tabi ki bir çalışma hemen ortaya konmamaktadır. Çalışmaların öncesinde yapılan benzer çalışmalar, yapılacaklara basamak oluşturmaktadır. Aynı ekip daha önce de yaptıkları çalışmalarda elektronik kumaş, biyonik kulak, yapay organlar, elektronik el ve elektronik uzuvlar tasarlamışlardır. İşte bu tip çalışmalar biyonik göz üretiminin yapılabilmesine ön ayak olmuştur.
Deri üzerine yapılabilen bu çalışmalar bu sefer ilgiyi gözler üzerine çevirmiş ve yuvarlatılmış yüzeylerde 3D imalatını deneme çalışmalarına başlanmıştır. Bu amaçla, gümüş nanoparçacık mürekkebi insan gözü büyüklüğüne uygun bir yarım küreden oluşan cam kubbe üzerine ekstrüzyon yapabilen bir 3D yazıcı kullanmışlardır. Araştırmacılara göre, mürekkep ile küre üzerine çizgiler çizilmiş, çizgiyi oluşturan mürekkep bu yüzey üzerinde kalmış ve kubbe boyunca akmak yerine, düzenli olarak kurutulabilmiştir. Daha sonra ışığı elektriğe dönüştüren fotodiyotları yazdırmak için yarı iletken polimer malzemeleri, plastik bir film üzerindeki cam kubbe içine yerleştirmişlerdir. Tüm süreç bir saatlik süre içerisinde yapılabilmektedir. Böylelikle, ışığın 3D baskılı yarı iletkenler ile elde edilen elektriğe dönüşümünün % 25 daha verimli olduğunu ve bu durumun görme yetisini arttırdığı belirtilmiştir.
3D Biyonik Gözde Başarı Oranı
Konu üzerinde çalışan araştırmacılar üretilen yeni 3D baskılı biyonik göz ışığı algılama oranında yüzde 25 başarı sağladıklarını belirtmişler ve projede henüz başlangıç aşamasında olduklarını söylemişlerdir. Devam eden zaman içerisinde araştırma ekibi, insan dokularına benzer daha yumuşak doku malzemelerinin kullanılacağını ve böylece prototipin insan gözüne adapte edilmeye tamamen uygun bir hale getirmeye çalışacaklarını bildirmişlerdir.
Elde edilen %25’lik başarı oranının yarım küre üzerine daha fazla fotodiyot yerleştirilmesiyle artırılması gelecekte hedeflenmektedir. Böylece görme engelli birinin, ışığa tepki olarak optik sinirlerin uyarılması ile yeniden görmesi sağlanabilecektir.