Материаловеды сделали электрохимический глаз с сетчаткой из нанонитей перовскита

21 мая 2020
137

Ученые разработали электрохимический глаз с высокой разрешающей способностью и скоростью отклика. Хрусталик они заменили на линзу, стекловидное тело — на ионный электролит, сетчатку — на светопоглощающий массив нанонитей перовскита, а вместо нейронов использовали жидкометаллические провода из галлия и индия. Такая система успешно распознала буквы I, У, А и Е. Работа опубликована в журнале Nature.

Человеческие глаза за счет вогнутой полусферической сетчатки и светоуправляющих компонентов внутриглазной жидкости обладают широким полем зрения в 150-160 градусов, высоким разрешением в одну угловую минуту (одна шестидесятая градуса), а также хорошей адаптивностью. Исходя из этого, ученые и инженеры заинтересованы в разработке искусственного аналога. Предполагается, что он найдет применение в робототехнике.

В сетчатке человеческого глаза расположены палочки (отвечают за изумрудно-зеленую область спектра и обеспечивают ночное зрение) и колбочки (фиолетово-синяя, зелено-желтая и желто-красная области спектра). Их плотность достигает десяти миллионов на квадратный сантиметр со средним шагом в три микрометра, что и создает такую высокую разрешающую способность. На сегодняшний день инженеры производят доступные сенсоры на основе приборов с зарядовой связью и комплементарных структур металл-оксид-полупроводник, которые в основном используют плоскую архитектуру из-за распространенного процесса получения плоских микросхем. Подобные устройства уже достигли схожей разрешающие способности, но из-за технологической сложности получения устройства в форме полусфер практически не реализуются. Кроме того, в последнее время ученые активно развивали светопоглощающие массивы гибридных перовскитов в качестве фотодетекторов. Ученые получили такой глаз следующим образом. С помощью полусферических пресс-форм они изгибали алюминиевую фольгу с толщиной в полмиллиметра для получения полусферической оболочки, которую затем подвергали анодизации для получения пористого слоя оксида алюминия толщиной в 40 микрометров с заданным размером пор. После этого авторы нанесли свинец на дно пор алюминиевой матрицы методом электроосаждения и затем протравили поверхность для избавления от незаполненной матрицы и оставшегося алюминия. Полученные пленки перенесли в трубчатую печь и подвергал конверсии в нанонити перовскита — йодида свинца формамидиния. Для увеличения адгезии на поверхность пленок напылили слой индия в 20 нанометров.