Прозрачные репродукторы и микрофоны, которые позволяют вашей коже воспроизводить звуки

Международная команда исследователей из Национального института науки и технологий им. Ульсана представила инновационную новинку в области нательных технологий, которая способна превратить вашу кожу в динамик.

Этот прорыв возглавил профессор Хунхюб Ко. Созданная частично для людей с поврежденным речевым и слуховым аппаратом, новая технология может потенциально быть использована в самых различных целях, например, в нательных датчиках ионизирующего излучения и медицинских устройствах.

Исследовательская группа разработала ультратонкие, прозрачные и электропроводные гибридные наномембраны с наномерной толщиной, состоящие из ортогональной серебряной нанопроволочной матрицы, которая встроена в полимерную матрицу. Затем учёные продемонстрировали свою наномембрану, превратив её в громкоговоритель, который может быть прикреплён практически к чему угодно для воспроизведения звуков. Исследователи также представили аналогичное устройство, действующее как микрофон, который можно подключить к смартфонам и компьютерам, чтобы разблокировать голосовые системы безопасности.

Наномембраны представляют собой монокристаллические тонкие разделительные слои наномерной толщины. Полимерные наномембраны уже привлекали к себе значительное внимание благодаря своим выдающимся преимуществам, таким как гибкость и сверхлёгкий вес, а также тем, что они могут быть прикреплены к любой поверхности. Однако они быстро изнашивались и не обладали электропроводимостью.

Исследователи решили эти проблемы, внедрив в наномембрану на основе полимера серебряную нанопроволочную сеть. Именно это позволило им продемонстрировать совместимый с кожей и незаметный громкоговоритель и микрофон.

«Наши ультратонкие, прозрачные и электропроводящие гибридные наномембраны способствуют конформному контакту с обтекаемыми и динамическими поверхностями без каких-либо трещин или разломов», - говорит Сайвон Кан, первый автор исследования.

«Эти слои способны обнаруживать звуки и голосовые вибрации, создаваемые сигналами трибоэлектрического напряжения», - добавил он.

Используя гибридные наномембраны, исследовательская группа изготовила динамики и микрофоны, которые могут синтезироваться с кожей и быть незаметными благодаря своей прозрачности. Эти нательные динамики тонкие, как бумажный лист, но всё же они способны воспроизводить звуковые сигналы.

Они работают на основе издания термоакустического звука, вызванного колебанием температуры окружающего воздуха. Периодический джоулевый нагрев, возникающий при прохождении электрического тока через проводник и вырабатывании тепла, является причиной таких колебаний.

Нательные микрофоны - это датчики, прикреплённые к шее говорящего, чтобы они могли ощущать вибрацию голосовых связок. Такие датчики работают на основе преобразования силы трения, создаваемой колебанием прозрачного проводящего нановолокна, в электрическую энергию. Для функционирования в качестве микрофона гибридная наномембрана была помещена ​​между эластичными плёнками с крошечными узорами для точного определения звука и вибрации голосовых связок на основе трибоэлектрического напряжения, возникающего в результате контакта с эластичными плёнками.

По завершению исследования его руководитель, профессор Хунхюб Ко, заявил, что для реализации возможности коммерческого применения механическая прочность наномембран и эксплуатационные качества громкоговорителя и микрофона должны быть усовершенствованы.

Фото: moslabo.ru