能够让盲人重获光明的“仿生眼”技术已日趋成熟，“仿生眼”使人视力恢复正常的原理是什么？

研究人员从一个半球形玻璃穹顶入手，演示了他们是如何克服在曲面上打印电子器件所面临的挑战。他们利用定制的3D打印机，从银粒子基油墨开始研究。施加的油墨会待在原地，均匀地变干，而不是从曲面上流淌下来。然后，研究人员采用半导体聚合物材料来打印光电二极管，将光线转化为电力。整个过程花费约1小时。

McAlpine 及其团队因为在单个平台上集成3D打印、电子学和生物学而出名。几年前，他们就因为打印了一个“仿生耳”而受到了国际关注。从那时起，他们就已经3D打印了外科实践所用的栩栩如生的仿生器官、作为“仿生皮肤”使用的电子织物，直接在活动的手掌上的电子器件，以及可以帮助脊髓损伤患者恢复某些功能的细胞与支架。

据合众社报道，美国明尼苏达大学研究员于8月28日在《先进材料》(Advanced Materials)期刊上发表研究报告称，他们研发出世上首个全3D打印的“仿生眼”，这种设备有朝一日可以帮助盲人或视障者恢复视力。

图：明尼苏达大学研究员首次通过全3D打印技术在半球面上制造出一个图像传感阵列，这被看作“仿生眼”原型

该研究报告的作者、明尼苏达大学机械工程副教授Michael McAlpine博士在一篇通讯稿中表示：“仿生眼通常是科幻小说里的东西，但现在借由复合材料3D打印机的帮助，它离我们比以往任何时候都更近了。”

这种3D打印半导体器件的专利持有人McAlpine表示，他们惊喜地发现，使用全3D打印的半导体器件实现了25.3%的光电转化率，堪比微加工设备制造的半导体器件，然而后者的曲面在设计和制造上没那么灵活。

为了克服曲面的挑战，研究人员选择使用半球形玻璃顶、银颗粒的基油墨以及他们定制的3D打印机。报告称，这种油墨不会从曲面上流淌下来，而是保持在原位并均匀地变干。然后，他们使用半导体聚合物材料来打印光电二极管，将光转换为电能。整个过程大约需要一个小时。

这种仿生眼能模仿视网膜的功能，将它看到的图像转换成视网膜细胞的电脉冲，视网膜细胞再将图像信号传输回大脑。这项技术未来可能会让数百万盲人有机会重见光明。

几年前，McAlpine和同事们打印了一个“仿生耳”。后来的成功作品是用于外科实践的3D打印人造器官、作为“仿生皮肤”的电子布、用于活动手掌上的电子设备和帮助脊髓损伤患者的装置。

而“仿生眼”的研发也包含McAlpine的个人诉求，他说：“我母亲有一只眼睛失明，每当我谈起我的工作，她就会说，‘你什么时候帮我打印一只仿生眼？’”因此，这项重大突破也给他个人带来很大的满足感。

然而，McAlpine也承认，这种设备要实现常规有效的生产，还有很长的路要走。他指出，研发的下一步是打印出一种柔软的半球形材料，以植入眼窝中。此外，研究人员还希望增加更多光感收器以提高效率。

硅片——晶体管

按晶体管使用的半导体材料可分为硅材料晶体管和锗材料晶体管。按晶体管的极性可分为锗NPN型晶体管、锗PNP晶体管、硅NPN型晶体管和硅PNP型晶体管。

晶体管（transistor）是一种固体半导体器件，具有检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制等多种功能。晶体管作为一种可变电流开关，能够基于输入电压控制输出电流。与普通机械开关（如Relay、switch）不同，晶体管利用电讯号来控制自身的开合，而且开关速度可以非常快，实验室中的切换速度可达100GHz以上。

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