Було виявлено носимий електронний пристрій, який можна прикріпити до тіла людини і виконувати роль динаміка та мікрофона
Відкриття та дизайн електронних пристроїв, які можна носити на тілі, зростає протягом останніх кількох років. Таку технологію чи гаджет можна прикріпити до людини шкіра і може, наприклад, відстежувати стан здоров’я чи фізичної форми людини. Такі «трекери здоров’я чи активності» та розумні годинники зараз виробляють кілька технологічних гравців на ринку, і їхня популярність зростає. Вони мають маленькі датчики руху, які дозволяють синхронізувати з мобільними пристроями. Вони стали частиною повсякденного життя людей.
Динамік і мікрофон, які можна носити!
Вчені зі Школи енергетики та хімічної інженерії UNIST розробили інноваційну технологію для носіння шкіри людини, яка перетворюється на «приклеюваний» динамік і мікрофон. Цей матеріал являє собою ультратонкі, прозорі гібридні наномембрани (менше 100 нанометрів), які є провідними за своєю природою. Ця наномембрана може перетворюватися на a гучномовця який можна приєднати до будь-якого пристрою для відтворення звуку. Наномембрани в основному являють собою тонкі розділові шари з нанорозмірною товщиною. Вони дуже гнучкі, надлегкі за вагою та мають чудову адгезію, завдяки чому їх можна безпосередньо прикріпити до будь-якої поверхні. Стандартно доступні наномембрани схильні до розривів і не виявляють електропровідності, і це є причиною того, що такі нові технології були обмеженими. Щоб обійти ці обмеження, дослідники вставили матрицю срібного нанодроту в прозору полімерну наномембрану. Тоді такий гібрид має додаткову властивість бути електропровідною частиною, а не надтонким, прозорим і загалом ненав’язливим на вигляд. Тонкість неймовірна, це означає, що він у 1000 разів тонший за один аркуш паперу! Додаткові властивості сприяють ефективній взаємодії з криволінійними та динамічними поверхнями без розриву та розтріскування. Використання таких гібридних наномембран, які мають чудові оптичні, електричні та механічні властивості, дозволило дослідникам виготовити гучномовці та мікрофони, які можна було б прикріпити до шкіри.
Динамік використовував електричну напругу змінного струму, щоб нагріти матрицю срібних нанодротів, яка потім виробляла звукові хвилі (термоакустичний звук) через температурні коливання в навколишньому повітрі. Для практичної демонстрації вони використали комерційний мікрофон для виявлення та запису звуку. Динамік, прикріплений до шкіри, грав добре, а звуки було легко впізнати. Щоб працювати як мікрофон, гібридні наномембрани були вставлені між еластичними плівками (полідиметилсилоксан з мікроматеріном) з дрібними візерунками у структурі, схожій на сендвіч. Він може з точністю виявляти звук і вібрацію голосових зв’язок. Це відбувається через трибоелектричну напругу, яка генерується під час контакту з еластичними плівками. Це також було практично перевірено та працювало безперебійно.
Така тонка, як папір, розтяжна, прозора технологія, що прикріплюється до шкіри, яка перетворює людську шкіру на гучномовець або мікрофон, справді цікава клієнтам для рекреаційних цілей. Ця технологія також може бути корисною в комерційних програмах. Наприклад, конструкцію мікрофона можна змінити, щоб використовувати його для розблокування голосових систем безпеки для смартфонів або комп’ютерів. Його можна використовувати для людей з вадами слуху та мови, для використання в датчиках і конформних медичних пристроях. Для комерційного використання необхідно покращити механічну міцність і продуктивність пристрою. Це дослідження проклало шлях для нового покоління датчиків і пристроїв, які можна носити. Занепокоєння щодо безпеки таких переносних пристроїв залишається. Хоча доступно дуже мало наукової літератури, яка б вичерпно довела шкідливий вплив таких пристроїв, добре відомо, що ці пристрої випромінюють радіацію, особливо мобільні телефони та з’єднання Wi-Fi. Викликає занепокоєння те, що ці електронні пристрої носяться таким чином, що вони знаходяться в прямому контакті з нашим тілом. Існує ймовірність того, що тривалий вплив цих пристроїв може спричинити тривалий ризик для здоров’я людини. Як з боку виробників, так і споживачів необхідно більше поінформувати про те, чи такі пристрої були розроблені з дотриманням усіх правильних процедур безпеки.
***
{Ви можете прочитати оригінальну дослідницьку роботу, натиснувши посилання DOI, наведене нижче в списку цитованих джерел(ів)}
Джерела
Kang S та ін. 2018. Прозорі та провідні наномембрани з ортогональними масивами срібних нанодротів для гучномовців і мікрофонів, що прикріплюються до шкіри. Наука розвивається. 4 (8).
https://doi.org/10.1126/sciadv.aas8772
***
