Mеждународен екип от изследователи, свързани с южнокорейския университет UNIST (Ulsan National Institute of Science and Technology), представи иновативна технология, която може да превърне кожата ви във … високоговорител.
Откритието беше направено от екип под ръководството на професор Хюнхюб Ко в Училището по енергетика и химическо инженерство в UNIST. Създадена отчасти за подпомагане на увредения слух и говор, новата технология може да бъде допълнително проучена и използвана за различни други приложения, като IoT сензори и различни медицински устройства. (IoT – Internet of Things, е концепция за компютърна мрежа от физически обекти (устройства, превозни средства, сгради и други предмети и вещи, притежаващи вградени електронни устройства за взаимодействие помежду си или с външната среда).
В изследването екипът е разработил ултратънки, прозрачни и проводими хибридни наномембрани, състоящи се от ортогонална сребърна мрежа, вградена в полимерна матрица. След това те демонстрират своята наномембрана, като я превръщат във високоговорител, който може да бъде прикрепен към почти всичко, за да възпроизвежда звуци. Изследователите също така са въвели подобно устройство, действащо като микрофон, което може да бъде свързано със смартфони и компютри, за да отключи гласово активираните системи за сигурност.
Наномембраните (NMs) са молекулярно тънки слоеве на разделяне. Полимерните NM привлякоха голямо внимание благодарение на изключителните им предимства, като висока гъвкавост, ултра леко тегло и отлична адхезивност, тъй като те могат да бъдат прикрепени директно към почти всяка повърхност. Въпреки това, те се разкъсват лесно и не проявяват електрическа проводимост.
Изследователският екип е разрешил тези проблеми чрез вграждането на сребърна микро мрежа в наномембрана, основана на полимер. Това е позволило да се демонстрира действието на залепени към кожата и едва забележими високоговорител и микрофон.
„Нашите ултра тънки, прозрачни и проводими хибридни NM улесняват удобен контакт с неравни и динамични повърхности, без никакви пукнатини или разкъсвания“, казва Сауон Канг от програмата на Енергийна и химическа техника в UNIST, водещ автор на изследването.
Той добавя: „Тези слоеве са способни да откриват звуци и гласови вибрации, произведени от трибоелектричните сигнали за напрежение, съответстващи на звуци, които могат да бъдат изследвани допълнително за различни потенциални приложения, като звукови входно / изходни устройства“.
Използвайки хибридните NM, изследователският екип е изработил високоговорители и микрофони, които могат да бъдат прикрепени към кожата и които биха били ненатрапчиви на външен вид, благодарение на отличната им прозрачност и добра контактна способност. Тези уреди, които могат да се носят, са изключително тънки, но все пак способни да провеждат звукови сигнали.
„Най-големият пробив в нашето изследване е разработването на ултра тънки, прозрачни и проводими хибридни наномембрани с дебелина по-малко от 100 нанометра“, казва проф. Ко. „Тези изключителни оптични, електрически и механични свойства на наномембраните дават възможност за демонстриране на свързан с кожата и незабележим високоговорител и микрофон.“
Висококачествените NM – високоговорители, работят чрез излъчване на термоакустичен звук, индуцирано от температурата трептящо колебание на околния въздух. Периодичното загряване, което се получава, когато електрически ток преминава през проводник и произвежда топлина, води до тези температурни колебания.
Микрофоните са сензори, залепени за кожата, прикрепени към врата на този, който говори, за да усетят всички вокални вибрации. Този сензор работи чрез преобразуване на триещата сила, генерирана от трептенията на прозрачния проводим нанофибър в електрическа енергия.
За работата на микрофона хибридната наномембрана се вкарва между еластичните филми, за да се установи точно звука и вибрациите на гласовите струни въз основа на трибоелектричното напрежение, което се получава от контакта с еластичните филми.
„За да достигнем до възможност за търговско приложение, трябва да повишим механичната устойчивост на наномебраните, както и качествата на високоговорителите и микрофона“, казва проф. Ко.
