眼裡的微型太陽能板?自供電仿生有機會讓患者重見光明

作者 | 發布日期 2024 年 03 月 13 日 13:20 | 分類 太陽能 , 能源科技 , 醫療科技 line share follow us in feedly line share
眼裡的微型太陽能板?自供電仿生有機會讓患者重見光明


科技日新月異,總會有新奇小物推翻我們的想像,好比眼睛配戴的不是隱形眼鏡,而是一片太陽能板?澳洲科學家希望這項新技術,可以提升眼部疾病患者的生活品質。

聽起來很可怕,但其實這是種神經義肢(Neuroprosthetics),就像電子耳一樣,人工耳蝸(cochlear implant)將聲音轉換而電訊號,刺激聽力嚴重受損的患者,讓他們有重新感受世界的機會。

視網膜中的感光細胞就像相機的感光元件,是我們呈現視覺世界重要一環,一旦受損或退化,就不會有訊息傳遞至大腦,太陽能工程師 Udo Römer 表示,罹患夜盲症、黃斑部病變的患者,隨著光感受器退化,將會慢慢失去視力。

如果我們要在眼中植入「感光元件」,繞過受損的感光細胞將視覺訊息傳輸到大腦,其中一個關鍵因素便是供電來源?沒有多餘的空間可以置入電池,更換電池或是充電又是個問題,因此可自供電為要點,也只有太陽能板能滿足這個選項。

且還不是現在常見的矽晶太陽能板,矽晶電池雖然轉換效率高、已規模發展,但脆硬性質不適合做成曲面的太陽能模組,Römer 目標是磷化銦鎵(GaInP)、砷化鎵(GaAs)等三五族太陽能,貴,可是容易調整材料性能,能打造效率更高的太陽能板。

三五族太陽能板能藉由相互堆疊,提高轉換效率,Römer 表示,為了刺激神經元,需要比單一太陽能電池還要更高的電壓,若把感光元件想像成畫素,需要三片太陽能電池來產生足夠的電壓發送到大腦,因此團隊正在研究如打造串疊型太陽能電池。

路途相當遙遠,目前也還在概念驗證階段,僅在實驗室將兩片太陽能堆疊 1 平方公分,下一步是將它們製成視覺所需的微小畫素,再逐步堆疊三片太陽能電池。

未來這項技術得先在實驗室規模測試、後進入動物實驗,之後才可以進到人體臨床,屆時設備尺寸將會是 2 平方釐米,畫素尺寸約 50 微米,真正獲得「醫療植入物」名稱還有很長一段路要走。

Römer 指出,這項設備也只有經過雷射照射才能運作,患者只能看到解析度相當低的黑白影像。屆時人們應該也要搭配戴一副特殊護目鏡或智慧眼鏡,才能夠放大光訊號到能刺激眼睛神經元的強度。

即使如此,他認為這是唯一能讓患者再次保留部分視覺的醫療設備了。

(首圖來源:pixabay