Vědci potiskli kontaktní čočky kvantovými LED tečkami

Krátce po odhalení plánů na chytré brýle Google Glass před pár lety debutoval krátký sci-fi snímek Sight, v němž hrdinové nosili jakousi Xtou verzi chytrých brýlí – přesněji řečeno kontaktní čočky promítající přímo před oko všemožné informace ze sociálních sítí.

I dvojice bavících se lidí si tak mohla během rozhovoru otevírat ty nejlechtivější fotky toho druhého, aniž by ten o tom samozřejmě věděl. Zdálo se to být poměrně vzdálenou budoucností, před časem však vědci z Princetonské univerzity přišli s prototypem kontaktní čočky, která vypadá nápadně podobně. A využívají k tomu dvou posledních velkých technologických výstřelků – kvantových teček a 3D tisku.

Na vlně nové revoluce

Kvantové tečky, v originále quantum dots, slibují být po LCD displejích (a neúspěchu 3D televizí) další snahou o velký zlom v zobrazovacích technologiích. Ony "tečky" jsou nanokrystaly s vlastnostmi polovodičů o velikosti 2 až 10 nanometrů, každá obsahuje kolem pouhých dvaceti atomů. Minimální velikost na hraně vlnové délky světla jim dodává unikátní optické vlastnosti. V oblasti produktů, jako je televize, nabízejí quantum dots obrazovky až o třetinu vyšší kontrast a kvalitu barev oproti stávajícím zařízením.

Potenciální aplikace však nemusejí být čistě vizuálního charakteru, kvantové tečky naleznou uplatnění i v solární energetice nebo u tranzistorů; elektronika složená z kvantových teček může přinést i novinky do miniaturizace, jak dokazuje právě pokus s kontaktní čočkou. V tomto případě u kontaktních čoček se malé drobky kvantových teček z nanočástic vytiskly na povlak čočky, díky čemuž vytvořily polovodičovou strukturu vyvolávající fluorescenci. V praxi by tak podobná čočka mohla před okem vytvářet svítící objekt.

Není to navíc první úspěšný pokus tohoto vědeckého týmu – v minulosti stejní lidé rovněž dokázali pomocí 3D tisku vytvořit umělé elektronické ucho. V čem ovšem spočívá ona výhoda 3D tisku oproti tradičnější výrobě?

Jenom demonstrátor

Nutno sdělit, že chytré kontaktní čočky z Princetonu si jen tak nenasadíme. K jejich fungování by totiž ještě byl třeba externí zdroj energie, na který inženýři nemysleli. Nikoliv snad protože by zapomněli, nýbrž protože jejich cílem bylo něco jiného, totiž otestovat, zdali je možné pomocí 3D tisku různých vzájemně nekompatibilních materiálů včetně těch s prvky polovodičů vyprodukovat komplexní elektroniku.

Jak sdělil jeden z vědců projektu Yong Lin Kong, titěrné rozměry a odlišné vlastnosti materiálu spolu obvykle nejdou moc dobře dohromady. "Není snadné vytvořit vzorec z tenkých, jednotných nanočástic a polymerů bez narušení konvenčních technik mikrotisku, a přesto je stejnorodost a tenkost klíčovou vlastností, která má zaručit funkčnost vytisknuté elektroniky." Právě překonat tyto problémy bylo cílem pokusu z Princetonu.

Když víme, že to jde, můžeme se tedy těšit na novou éru tisknutí spotřební elektroniky? Podle vědců ne nutně. Lin Kongův kolega Michael McAlpine totiž upozorňuje, že na masovou produkci se jejich metoda nehodí. "Nemá smysl snažit se tímto způsobem vytisknout mobilní telefon. To, co dává 3D tisku moc a sílu, je upravitelnost pro každého uživatele." Spíše než u mas tak princip najde uplatnění například při léčení očních vad individuálních pacientů nebo při produkci jiných miniaturních implantátů štelovaných každému "na míru".

Text: Ladislav Loukota