Главная  Информация для покупателей  Прозрачные репродукторы и микрофоны, которые позволяют вашей коже воспроизводить звуки

Прозрачные репродукторы и микрофоны, которые позволяют вашей коже воспроизводить звуки

18 сентября 2018


Международная команда исследователей, работающая на базе южно-корейского Национального института науки и технологий Ульсана (Ulsan National Institute of Science and Technology — UNIST), представила инновационную wearable-технологию (носимая технология), которая превратит вашу кожу в громкоговоритель.

Ультратонкие, проводящие и прозрачные гибридные наномембраны UNIST могут использоваться для изготовления адаптируемых к коже наномембранных репродукторов и микрофонов для распознавания голоса, приборы незаметны из-за их превосходной прозрачности и конформных возможностей контакта с кожей.

Этот прорыв возглавил профессор Хенхюб Ко в Школе энергетики и химической инженерии в UNIST. Созданная частично для решения проблем слуха и речи, новая технология в дальнейшем может быть использована для таких потенциальных применений, как создание носимых датчиков IoT (Internet of Things — Интернет вещей — объединение в сеть любых устройств, путем использования специального программного обеспечения и датчиков, взаимодействующих друг с другом, которые будут способны получать информацию и обмениваться ею) и сверхтонких медицинских устройств для контроля за здоровьем.

В процессе своей работы исследовательская группа создала ультратонкие, высоко прозрачные и проводящие гибридные наномембраны с наноразмерной толщиной, состоящие из ортогональной серебряной нанопроволочной матрицы, встроенной в полимерную матрицу. Затем они продемонстрировали свою наномембрану, превратив ее в громкоговоритель, который может быть прикреплен практически к чему угодно, что может производить звуки. Исследователи также представили аналогичное устройство, действующее как микрофон, который можно подключить к смартфонам и компьютерам, чтобы производить голосовую разблокировку их систем безопасности.

Наномембраны представляют собой молекулярно-тонкие слои, имеющие наноразмерную толщину. Полимерные наномембраны привлекли к себе особое внимание ученых благодаря наличию таких выдающихся свойств, как экстремальная гибкость, сверхлегкий вес и отличная адгезия. Данные характеристики позволяют наномембранам без проблем прикрепиться к любым поверхностям. Однако они легко разрываются и не обладают электрической проводимостью. Исследовательская группа UNIST решила эти проблемы, путем внедрения в наномембрану на основе полимера серебряной нанопроволочной сетки. Это позволило создать громкоговоритель и микрофон, которые и незаметны, и отлично прикрепляются к коже.

«Наши ультратонкие, прозрачные и проводящие гибридные наномембраны обеспечивают конформный контакт с криволинейными и динамическими поверхностями без каких-либо трещин или разломов», — говорит первый автор исследования Сайвон Кан в доктриральной программе «Энергетика и химия» в UNIST. «Эти слои способны обнаруживать звуки и голосовые вибрации, создаваемые сигналами трибоэлектрического напряжения, соответствующими звукам, которые могут быть дополнительно изучены для различных потенциальных приложений, таких как устройства ввода/вывода звука», — добавляет ученый.

Используя гибридные наномембраны, исследовательская группа изготовила прикрепляемые к коже нано-динамики и нано-микрофоны, которые ненавязчивы по внешнему виду из-за их превосходной прозрачности и обладают конформными возможностями контакта. Эти носимые динамики и микрофоны тонкие как бумага, но, несмотря на это, они способны качественно воспроизводить звуковые сигналы. «Самым большим прорывом в наших исследованиях является разработка сверхтонких, прозрачных и проводящих гибридных наномембран с наноразмерной толщиной менее 100 нанометров», — говорит профессор Ко. «Эти выдающиеся оптические, электрические и механические свойства наномебран позволяют продемонстрировать совместимые с кожей и незаметные громкоговорители и микрофоны».

Прикрепляемые к коже наномембранные репродукторы работают посредством испускания термоакустического звука, вызываемого колебаниями температуры окружающего воздуха. Индуцируют эти колебания температуры периодический электрический нагрев, возникающий при прохождении электрического тока через проводник, что ведет к выработке тепла. Этот механизм работы идеально подходит для того, чтобы использоваться для создания растяжимого, прозрачного и совместимого с кожей громкоговорителя.

Носимые микрофоны — это датчики, прикрепленные к шее говорящего, настолько чувствительны, что способны ощущать вибрацию голосовых связок. Этот датчик работает путем преобразования силы трения, создаваемой колебанием прозрачного проводящего нановолокна, в электрическую энергию. Для работы микрофона гибридная наномембрана вставлена между эластичными пленками с крошечными узорами, чтобы точно определить звук и вибрацию голосовых связок на основе трибоэлектрического напряжения, возникающего в результате контакта с упругими пленками. «Для коммерческих применений механическая прочность наномебран и производительность громкоговорителей и микрофона должны быть улучшены», — говорит профессор Ко.

Другая информация

23 апреля
Гидроразрыв пласта: почему экологи против нового эффективного метода добычи нефти

Одним из спорных, но результативных методов добычи «черного золота» из забитых или мелких подземных пор и трещин является так называемый гидроразрыв пласта.

19 апреля
Материал электроники будущего не оправдал себя

Уже несколько лет ученые занимаются поисками идеальных материалов для создания электроники будущего. Но ранее подходящий на эту роль кандидат показал свои новые свойства, чем разочаровал ученых.

16 апреля
Как музыка в контексте ее восприятия влияет на эмоции и стресс

Воздействуя на слуховой аппарат человека, можно добиться положительных результатов в вопросе здоровья его психики.

15 апреля
Производство белков возможно с помощью бактерий

Ученые сумели с помощью искусственно созданных бактерий производить труднодоступные белки.

11 апреля
«Умная ткань» обнаруживает опасные газы

Ученые создали нити-сенсоры, способные обнаруживать вредные газы и сигнализировать об этом изменением цвета.

Вся информация