Контактные линзы, передающие видео, могут быть напечатаны на 3D-принтере

Для комбинирования пяти материалов с различными свойствами пришлось разработать специальный 3D-принтер

Для комбинирования пяти материалов с различными свойствами пришлось разработать специальный 3D-принтер
(фото McAlpine Research Group).

Светодиод на квантовых точках, напечатанный на 3D-принтере

Светодиод на квантовых точках, напечатанный на 3D-принтере
(фото McAlpine Research Group).

Для комбинирования пяти материалов с различными свойствами пришлось разработать специальный 3D-принтер
Светодиод на квантовых точках, напечатанный на 3D-принтере

Большинство современных 3D-принтеров используют в качестве чернилв основном специфический пластик и металл, создавая из них довольно простые объекты (печать биологическим материалом стоит здесь особняком). И одной из проблем бурно развивающейся технологии трёхмерной печати на данный момент является комбинирование нескольких материалов с различными свойствами при создании одного изделия.

Её решением занимается команда инженеров и учёных, работающих под руководством профессора Майкла Макалпайна (Michael McAlpine) из Принстонского университета. Как это часто бывает, начать пришлось с конструирования принципиально нового принтера, на создание которого ушло более полугода. В итоге исследователи смогли совместить целых пять материалов и впервые напечатали действующий светодиод, если быть точнее, светодиод на квантовых точках.

Как сообщается в статье, опубликованной в издании NanoLetters в основе структуры светодиода располагаетсяслой из наночастиц серебра, который выполняет функции электрического контакта с остальной схемой. Далее следуют два разных полимерных слоя, которые транспортируют заряд выше, на четвёртый уровень. Именно здесь присутствуют квантовые точки, роль которых играют полупроводниковые неорганические наночастицы. При попадании на них электронов готовый светодиод начинает светиться. Пятый слой представляет собой прозрачную адгезивную подложку.

Для комбинирования пяти материалов с различными свойствами пришлось разработать специальный 3D-принтер
(фото McAlpine Research Group).

Наиболее сложной частью работы оказался кропотливый подбор растворителей для нанесения один за другим слоёв с гидрофобными свойствами, гидрогеля и твёрдых веществ.

Эта технология показалась интересной военно-воздушным силам США, которые профинансировали проект по разработке контактных линз со встроенными светодиодами на квантовых точках.

С их помощью пилот мог бы получать видеоинформацию во время полёта. Более того, при замене светодиодов на соответствующие датчики, линзы смогли бы собирать данные о физиологическом состоянии владельца.

Например, таким образом можно было бы контролировать содержание биологических маркеров усталости в глазной жидкости пилота. Профессор Макалпайн подчёркивает, что современные самолёты напичканы датчиками контроля за всем что угодно, кроме самого главного – уровня истощения пилота.

Учёные не питают иллюзий о быстром выходе разработки из лаборатории в массовое производство. Во-первых, сама технология печати светодиодов требует усовершенствования для достижения уровня мощности, характерного для светодиодов, произведённых традиционными способами. Кроме этого предстоит удостовериться в биосовместимости и безопасности конечного продукта для человека, поскольку некоторые компоненты "микролампочек", в частности, селенид кадмия, попросту токсичны для организма.

Добавим, что ранее этой же группе учёных удалось напечатать на 3D-принтере слышащее бионическое ухо.