أنموذج أوَّلِي لِعَين إلكترونية باستخدام الطابعة الثلاثية الأبعاد

تتحدَّثُ أفلامُ الخيالِ العلمي عن أجهزة إلكترونية تستطيع أن تستبدل بأجهزتنا البيولوجية أُخرى اصطناعيَّة، فلا بدَّ من أنكم شاهدتم يومًا مشهدًا لِعَين إلكترونيّة تُقدِّم معونةً كبيرةً لمستخدمها، ولكن؛ هل كنتم تتوقعون أن تُصبِحَ أفلامُ الخيالِ العلمي حقيقةً بهذه السرعة؟!

نعم؛ ففي الواقع نحن على الطريق من أجل صناعة هذه العين الإلكترونية؛ إذ طبع فريق من الباحثين في جامعة مينيسوتا أول مرّةٍ طباعةً ثلاثية الأبعاد لمستقبلات الضوء على سطح نصف كُرَوِي؛ إذ يُعَدُّ هذا الاكتشاف خُطوةً مهمَّةً لمساعدة الأشخاص المكفوفين، وجعلِهم قادرين على الرؤية من جديد، أو على الأقل؛ أن يكونوا قادرين على تشكيل ظلالٍ للأشخاص.

نُشِرَ هذا البحث بتاريخ (30/08/2018) في مجلة المواد المتقدمة "Advanced materials"، وهي مجلةٌ علميَّةٌ تغطي أخبارَ العلوم، ويملك مؤلف هذا البحث براءة اختراع لطباعة أنصاف النَّواقل بالتقنية الثلاثية الأبعاد أيضاً، إذ يقول ميشيل ماكألبين -المشارك في البحث وهو أستاذ مساعد في قسم الهندسة الميكانيكية في جامعة مينيسوتا بينجامين مايهوف-: "تُعدَّ العينُ الإلكترونية عادةً فكرةً من أفكار الخيال العلمي، لكنها الآن أصبحت أقرب للواقع من أي وقت مضى باستخدام الطابعة الثلاثية الأبعاد المتعددةِ المواد"، وقد بدأ الباحثون دراستَهم بقبَّة زجاجيِّة نصف كرويِّة؛ كي يتمكَّنوا من إظهار التغلب على التَّحدي المُتمثِّل بطباعة الإلكترونيات على سطح مُنحَنِي؛ باستخدام الطابعة الثلاثية الأبعاد المُصمَّمة خصيصًا لهذا العمل؛ إذ بدؤوا بالحبر الأساسي المكوَّن من جُسَيْمات الفضة، ثم بَقِي الحبرُ في مكانه، وجُفِّفَ مُوحدًا بدلًا من السيلان على السطح المنحني، ثم استخدم الباحثون مواد بوليميرية شِبه مُوَصِّلَة لطباعة صِمَامات ضوئيَّة؛ تُحوِّلُ الضَّوءَ إلى كهرباء، وتستغرق العملية بأكملها قُرابة ساعة.

إذ يقول ماكألبين: "إنَّ الجزءَ الأكثر إثارة للدهشة في هذه العمليّة هو أنَّ الكفاءة كانت بنسبة 25% في عملية تحويل الضوء إلى كهرباء؛ التي حققتها أشباه المُوصِّلات المطبوعة بالكامل بالطابعة الثلاثيَّة الأبعاد".

فيما أضاف أيضًا: "أمامنا طريقٌ طويلٌ موثوق؛ من أجل الطباعة الروتينية للإلكترونيات النشطة، لكن؛ أشباه المُوصِّلات المطبوعة بالتقنية ثلاثيَّة الأبعاد الخاصة بنا؛ بدأت الآن تُظهِر أنّ بإمكانها منافسة كفاءة الأجهزة شبه المُوصِّلَة المُصنَّعة في معامل التصنيع المايكروي، وإضافة إلى ذلك؛ يُمكننا بسهولة طباعة جهاز شبه موصِّل على سطح مُنْحَن، ولا يمكنهم ذلك".

من المعروف أنَّ ماكألبين وفريقه يجمعون بين الطباعة الثلاثيّة الأبعاد والإلكترونيات والبيولوجيا على منصة واحدة؛ إذ تلقَّوا اهتمامًا دوليًّا منذ بِضع سنوات؛ وذلك لطباعتهم "الأذن الإلكترونيَّة"، ومنذ ذلك الحين؛ لديهم أجهزة صناعية مطبوعة بتقنية ثلاثيَّة الأبعاد تشبه الأجزاء البيولوجية الحية؛ من أجل استخدامها في العمليات الجراحية، والنسيج الإلكتروني الذي يمكن أن يُستخدَم بمثابة "الجلد الإلكتروني"، والإلكترونيَّات مباشرةً على يٍد مُتحرِّكة، والخلايا والسِّقَالات التي يمكن أن تُساعِد الأشخاص الذين يعيشون مع إصابات الحبل الشوكي على استعادة بعض الوظائف، ولكن اتجاه ماكألبين لخلق عين إلكترونية يُعَدُّ أمرًا شخصيًا أكثر من ذلك بقليل.

إذ قال :"أمي عمياء بعين واحدة، وكلما تحدثت عن عملي، تقول: "متى ستطبع عين إلكترونيِّة؟"، ثُمَّ

يذكر ماكألبين أنَّ الخُطوات الآتية هي إنشاء أنموذَج أَوَّلِي مع المزيد من مُستقبَلات الضوء الأكثر فعالية، كما يرغبون أيضًا في العثور على طريقة للطباعة على مادة نصف كروية ناعمة يمكن زرعها في العين الحقيقيّة، ومن الجدير بالذكر أنَّ فريق ماكألبين البحثي يَضُم: رويتاو سو -طالب الدراسات العليا في الهندسة الميكانيكية بجامعة مينيسوتا-، والباحثين ما بعد الدكتوراه سونغ هيون بارك، وشوانغ-زوانغ قوه، وكيان كيو، وديها جونج، وفانبين منغ، والطالب الجامعي جيوو جيونغ، وقد مُوِّلَ هذا البحث من قِبَل المعهد الوطني للتصوير الطبي الحيوي، والهندسة الحيوية للمعاهد الوطنية للصحي (الجائزة رقم 1DP2EB020537)، وشركة بوينغ، ومبادرة مينيسوتا ديسكفري، والبحوث، والاقتصاد الداخلي (MnDRIVE) عن طريق ولاية مينيسوتا.

لرُبَّما نحن في بداية الطريق؛ حتى نرى هذه العين تعمل عملًا كاملًا، ولكن هذا البحث بالتأكيد خُطوة عظيمة على تحقيق ذلك، فهل تعتقدون ذلك أيضًا؟ أم أنَّ الأمرَ مستحيلٌ برأيكم؟ شاركونا آراءكم في التعليقات.

المصادر: 

1- هنا 

2- هنا 

الدراسات المرجعية: 

1- هنا 

2- هنا