Det er oppdaget en bærbar elektronisk enhet som kan feste seg til kroppen og fungere som en høyttaler og mikrofon
Oppdagelse og design av bærbare elektroniske enheter som kan bæres av kunder på kroppen har økt de siste årene. En slik bærbar teknologi eller gadget kan festes til mennesker hud og kan for eksempel spore helse- eller kondisjonsstatus til en person. Slike «helse- eller aktivitetsmålere» og smartklokker produseres nå av flere teknologiaktører på markedet, og deres popularitet er på vei oppover. De har små bevegelsessensorer som tillater synkronisering med mobile enheter. Disse har blitt en del av hverdagen til mennesker.
En høyttaler og mikrofon som kan brukes!
Forskere fra UNISTs School of Energy and Chemical Engineering har designet en innovativ bærbar teknologi for menneskelig hud som blir en "stick-on" høyttaler og mikrofon. Dette materialet er en ultratynne, gjennomsiktige hybrid nanomembraner (mindre enn 100 nanometer) som er ledende i naturen. Denne nanomembranen kan bli til en høyttaler som kan kobles til hvilken som helst enhet for å produsere lyd. Nanomembranene er i utgangspunktet tynne separasjonslag med nanoskala tykkelse. De er svært fleksible, ultralette i vekt og har overlegen klebeevne på grunn av at de kan festes direkte til alle typer overflater. Rutinemessig tilgjengelige nanomembraner er tilbøyelige til å rive og viser ingen elektrisk ledningsevne, og dette er grunnen til at slike nye teknologier har vært begrensende. For å omgå disse begrensningene, innebygde forskere en sølv nanotrådmatrise i en gjennomsiktig polymer nanomembran. En slik hybrid har da tilleggsegenskapen til å være en ledende del fra å være ultratynn, gjennomsiktig og totalt sett ikke-påtrengende i utseende. Tynnheten er bemerkelsesverdig og betyr at den er 1000 ganger tynnere enn et enkelt ark! De tilleggsegenskapene muliggjør effektiv interaksjon med buede og dynamiske overflater uten å sprekke eller sprekke. Ved å bruke slike hybride nanomembraner som har bemerkelsesverdige optiske, elektriske og mekaniske egenskaper, kunne forskere lage høyttalere og mikrofoner som kunne festes til huden.
Høyttaleren brukte en elektrisk AC-spenning for å varme opp sølv nanotrådmatrisen som deretter produserte lydbølger (termoakustisk lyd) på grunn av temperaturinduserte oscillasjoner i luften rundt. For praktisk demonstrasjon brukte de en kommersiell mikrofon for å oppdage og ta opp lyden. Høyttalerenheten festet til huden spilte bra og lydene var lett gjenkjennelige. For å fungere som en mikrofon ble hybrid nanomembraner satt inn mellom elastiske filmer (mikromønstret polydimetylsiloksan) med små mønstre i en sandwich-lignende struktur. Den kunne oppdage lyd og vibrasjon av stemmebånd med presisjon. Dette skjer på grunn av den triboelektriske spenningen som genereres under kontakt med de elastiske filmene. Denne ble også praktisk testet og fungerte knirkefritt.
En slik papirtynn, strekkbar, gjennomsiktig teknologi som kan festes på huden som konverterer menneskelig hud til en høyttaler eller mikrofon, er virkelig interessant for kunder for rekreasjonsformål. Denne teknologien kan også være nyttig i kommersielle applikasjoner. For eksempel kan utformingen av mikrofonen modifiseres for å brukes til å låse opp stemmeaktiverte sikkerhetssystemer for smarttelefoner eller datamaskiner. Den kan brukes for hørsels- og talehemmede, for bruk i sensorer og konforme helseapparater. For kommersiell bruk må enhetens mekaniske holdbarhet og ytelse forbedres. Denne studien har satt veien for en ny generasjon av bærbare sensorer og enheter. Bekymringen for sikkerhet for slike bærbare enheter gjenstår. Selv om svært lite vitenskapelig litteratur er tilgjengelig for å bevise de skadelige effektene av slike enheter, er det velkjent at disse enhetene sender ut stråling, spesielt mobiltelefoner og wi-fi-tilkoblinger. Det er bekymringsfullt at disse elektroniske enhetene bæres slik at de er i direkte kontakt med kroppen vår. Det er en mulighet for at langvarig eksponering fra disse enhetene kan forårsake langsiktig helserisiko for en person. Det er behov for mer bevissthet både fra produsenter og forbrukere om hvorvidt slike enheter er utformet ved å følge alle korrekte sikkerhetsprosedyrer.
***
{Du kan lese den originale forskningsoppgaven ved å klikke på DOI-lenken nedenfor i listen over siterte kilder}
Source (s)
Kang S et al. 2018. Transparente og ledende nanomembraner med ortogonale sølv nanotrådarrayer for hud-festbare høyttalere og mikrofoner. Vitenskap Fremskritt. 4 (8).
https://doi.org/10.1126/sciadv.aas8772
***
