白癜风是怎样发病的 https://m-mip.39.net/news/mipso_6100102.html《柳叶刀-全球健康》（TheLancetGlobalHealth）在《全球眼健康特邀重大报告》中指出，年全球约万人失明，5.53亿人患有视力障碍，5.1亿人患有未矫正的老花眼。预计到年，这一数字将增至18亿。仅年，失明和中重度视力丧失的经济成本就高达亿美元。眼科健康对人类健康和全球经济的重要影响可见一斑。
年5月，Nature杂志在线发表的一篇题为“Abiomimeticeyewithahemisphericalperovskitenanowireretina”的论文则宣告了世界首个基于钙钛矿纳米线阵列半球状视网膜的仿生人眼研制成功，为眼科健康带来了更新的技术方案。
络绎学术Online直播第三期，我们邀请了该论文第一作者、上海交通大学清源研究院副教授顾磊磊，为大家分享，基于半导体纳米线阵列的球形仿生眼。
以下为直播回顾和延伸解读：
在全球视力受损人群中，因视网膜退行性疾病患者有逾两千万人。视网膜退行性病变主要包括视网膜色素性和老年*斑变性，表现为视野逐渐缺失直到完全失明，致病因素复杂，目前有效的医学手段甚微。3D人造眼的诞生不仅成为了这些患者重见光明的新希望，更将人工视网膜的研究向可生产化的进程进一步推进。当前在人工视网膜研究领域，处在实验室芯片和穿戴设备研究阶段的项目较多，仅有极少数进入了动物试验阶段和人体试验阶段。人眼的结构是紧凑的，成像视野宽广，分辨率高，自适应性强。视网膜的形状是半球形的。视网膜的圆顶天然趋向于光线急中，穿过人眼晶体的光线焦点清晰。相比于平面机构，半球状视网膜和透镜成像面（即Petzval表面）更匹配。且半球形视网膜上还分布着大量视细胞——每平方厘米约有万个！图
视网膜成像结构当前主流的半导体微纳制造技术是基于平面工艺，其核心工艺流程包括光刻等都无法在球形表面实施。这便成了仿生眼制造中的一大难题。顾磊磊所在的课题组独创了一种球形电化学仿生眼睛。这是一种崭新的器件结构，核心组件是用作视网膜的高密度光电纳米线阵列。光电纳米线直接部署在由氧化铝（Al2O3）制成的半球形膜上。在成像过程中，以半球形多孔氧化铝为模板组装钙钛矿纳米线，以离子液体渗入纳米微孔与纳米线形成电接触，以液态金属纤维/金属微针阵列形成背接触，模仿视神经传导信号。液态金属（共晶镓-铟合金）做成的线被封进软橡胶管里，这些纤细灵活的线模拟连接人眼和大脑的神经纤维，将信号从纳米线光传感器传输到外部电路，以进行信号处理。眼窝由硅聚合物做成，将人造视网膜放入其中，液态金属线与纳米线接触形成完整的图像传感器。在该设备的前端则防止了结合了人工虹膜的晶状体，模仿人眼。前侧的半球形壳体由铝和钨膜制成，它和背侧的视网膜结合一起形成球形电离室，这就是我们的“眼球”。这个仿生“眼球”内充满离子液体，模仿人类眼球中填充人眼中晶状体和视网膜之间空间的胶状物质，也就是玻璃体。这样的构造下，人造眼和人眼的整体结构相似性很好，具备.1°的宽视场，大于平面结构视场，和静态人眼约°的垂直视场接近，并还有较大空间改进。图
第一版人造眼EC-EYE的结构顾磊磊团队创造的人造眼不仅在结构拟态方面可圈可点，其感官能力能与人眼媲美的优势更使得这一研究成果脱颖而出。例如，人造视网膜可以检测较大范围的光强度，从每平方厘米0.3微瓦特到50毫瓦特不等。在最低光强度下，人造视网膜中的每条纳米线平均每秒检测到86光子，这与人眼视网膜中感光细胞的敏感度持平。用于制造纳米线的钙钛矿材料则是其敏感度如此卓越的原因。顾磊磊团队使用的钙钛矿材料是甲脒铅碘化物，具备出色的光电特性，是很多高性能光电器件的构成单元。图
EC-EYE的图像感应过程高分辨率成像也是这一人造眼的一大特点。纳米线阵列的高密度是关键。在之前的人造视网膜中，光感受器最初安装在平面的刚性基底上，然后把它们迁移到曲面支撑面，或者把基底转换为曲面。成像装置的密度因须留足空间方便迁移或基底转换而受到了限制。而顾磊磊团队的设备使用的纳米线是在曲面上直接形成的。紧密的封装下，其纳米线的密度高达4.6×cm–2，这甚至要比人类视网膜中感光细胞的密度大得多（约为cm–2），有可能克服当前仿生眼像素密度低、面积小的缺陷，实现超越人眼的超高分辨超广角成像。图
人类视觉系统和EC-EYE图像视觉系统的比较更有意思的是，从某些角度来看，人造眼还可以改善人类的视觉：它可以接收更大范围波长的光，且因非自然进化的缘故，亦不存在所有脊椎动物都有的视觉盲点。顾磊磊团队的研究让人造视网膜这一类型的研究实现了有一次飞跃。这类技术相关的企业也在更多人的
