Ανακαλύφθηκε μια φορητή ηλεκτρονική συσκευή που μπορεί να προσκολληθεί στο σώμα κάποιου και να λειτουργήσει ως ηχείο και μικρόφωνο
Η ανακάλυψη και ο σχεδιασμός φορητών ηλεκτρονικών συσκευών που μπορούν να φορεθούν από τους πελάτες στο σώμα τους βρίσκεται σε άνοδο τα τελευταία αρκετά χρόνια. Μια τέτοια φορητή τεχνολογία ή gadget μπορεί να συνδεθεί με τον άνθρωπο δέρμα και μπορεί, για παράδειγμα, να παρακολουθεί την κατάσταση υγείας ή φυσικής κατάστασης ενός ατόμου. Τέτοιοι «ιχνηλάτες υγείας ή δραστηριότητας» και έξυπνα ρολόγια κατασκευάζονται τώρα από πολλούς παίκτες τεχνολογίας στην αγορά και η δημοτικότητά τους αυξάνεται. Διαθέτουν μικρούς αισθητήρες κίνησης που επιτρέπουν συγχρονισμό με κινητές συσκευές. Αυτά έχουν γίνει μέρος της καθημερινότητας των ανθρώπων.
Ηχείο και μικρόφωνο που μπορούν να φορεθούν!
Επιστήμονες από τη Σχολή Ενέργειας και Χημικής Μηχανικής του UNIST έχουν σχεδιάσει μια καινοτόμο τεχνολογία που μπορεί να φορεθεί για το ανθρώπινο δέρμα, η οποία γίνεται ένα «κολλώδες» ηχείο και μικρόφωνο. Αυτό το υλικό είναι μια εξαιρετικά λεπτή, διαφανής υβριδική νανομεμβράνη (λιγότερο από 100 νανόμετρα) που είναι αγώγιμες στη φύση. Αυτή η νανομεμβράνη μπορεί να μετατραπεί σε α μεγάφωνο που μπορεί να συνδεθεί σε οποιαδήποτε συσκευή για την παραγωγή ήχου. Οι νανομεμβράνες είναι βασικά λεπτά διαχωριστικά στρώματα με πάχος νανοκλίμακας. Είναι εξαιρετικά εύκαμπτα, εξαιρετικά ελαφριά σε βάρος και έχουν εξαιρετική πρόσφυση λόγω της οποίας μπορούν να προσκολληθούν απευθείας σε κάθε τύπο επιφάνειας. Οι συνήθως διαθέσιμες νανομεμβράνες είναι επιρρεπείς στο σχίσιμο και δεν παρουσιάζουν ηλεκτρική αγωγιμότητα και αυτός είναι ο λόγος που τέτοιες αναδυόμενες τεχνολογίες ήταν περιοριστικές. Για να παρακάμψουν αυτούς τους περιορισμούς, οι ερευνητές ενσωμάτωσαν μια μήτρα νανοσύρματος αργύρου μέσα σε μια διαφανή πολυμερή νανομεμβράνη. Ένα τέτοιο υβρίδιο έχει τότε την πρόσθετη ιδιότητα να είναι αγώγιμο μέρος από το να είναι εξαιρετικά λεπτό, διαφανές και συνολικά να είναι διακριτικό στην εμφάνιση. Η λεπτότητα είναι αξιοσημείωτη και σημαίνει ότι είναι 1000 φορές πιο λεπτό από ένα μόνο φύλλο χαρτιού! Οι πρόσθετες ιδιότητες διευκολύνουν την αποτελεσματική αλληλεπίδραση με καμπύλες και δυναμικές επιφάνειες χωρίς ρήξεις ή ρωγμές. Η χρήση τέτοιων υβριδικών νανομεμβρανών που έχουν αξιοσημείωτες οπτικές, ηλεκτρικές και μηχανικές ιδιότητες επέτρεψε στους ερευνητές να κατασκευάσουν μεγάφωνα και μικρόφωνα που θα μπορούσαν να συνδεθούν στο δέρμα.
Το ηχείο χρησιμοποίησε μια ηλεκτρική τάση εναλλασσόμενου ρεύματος για να θερμάνει τη μήτρα νανοσύρματος αργύρου, η οποία στη συνέχεια παρήγαγε ηχητικά κύματα (θερμοακουστικό ήχο) λόγω ταλαντώσεων που προκαλούνται από τη θερμοκρασία στον περιβάλλοντα αέρα. Για πρακτική επίδειξη, χρησιμοποίησαν ένα εμπορικό μικρόφωνο για να ανιχνεύσουν και να ηχογραφήσουν τον ήχο. Το ηχείο που ήταν συνδεδεμένο στο δέρμα έπαιζε καλά και οι ήχοι ήταν εύκολα αναγνωρίσιμοι. Για να λειτουργήσει ως μικρόφωνο, εισήχθησαν υβριδικές νανομεμβράνες μεταξύ ελαστικών μεμβρανών (πολυδιμεθυλοσιλοξάνη με μικρομοτίβα) με μικρά σχέδια σε δομή σαν σάντουιτς. Θα μπορούσε να ανιχνεύσει τον ήχο και τους κραδασμούς των φωνητικών χορδών με ακρίβεια. Αυτό συμβαίνει λόγω της τριβοηλεκτρικής τάσης που παράγεται κατά την επαφή με τις ελαστικές μεμβράνες. Αυτό δοκιμάστηκε επίσης πρακτικά και λειτούργησε ομαλά.
Μια τέτοια τεχνολογία με λεπτό χαρτί, ελαστική, διαφανή που προσαρτάται στο δέρμα, η οποία μετατρέπει το ανθρώπινο δέρμα σε μεγάφωνο ή μικρόφωνο, είναι πράγματι ενδιαφέρουσα για τους πελάτες για ψυχαγωγικούς σκοπούς. Αυτή η τεχνολογία μπορεί επίσης να είναι χρήσιμη σε εμπορικές εφαρμογές. Για παράδειγμα, η σχεδίαση του μικροφώνου θα μπορούσε να τροποποιηθεί για να χρησιμοποιηθεί για το ξεκλείδωμα των συστημάτων ασφαλείας που ενεργοποιούνται με φωνή για smartphone ή υπολογιστές. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για άτομα με προβλήματα ακοής και ομιλίας, για χρήση σε αισθητήρες και σύμμορφες συσκευές υγειονομικής περίθαλψης. Για εμπορική χρήση, η μηχανική αντοχή και η απόδοση της συσκευής θα πρέπει να βελτιωθούν. Αυτή η μελέτη έχει ορίσει το δρόμο για τη νέα γενιά φορητών αισθητήρων και συσκευών. Η ανησυχία για την ασφάλεια τέτοιων φορητών συσκευών παραμένει. Αν και υπάρχει πολύ λίγη επιστημονική βιβλιογραφία για την πλήρη απόδειξη των βλαβερών επιπτώσεων τέτοιων συσκευών, είναι ευρέως γνωστό ότι αυτές οι συσκευές εκπέμπουν ακτινοβολία, ειδικά κινητά τηλέφωνα και συνδέσεις Wi-Fi. Είναι ανησυχητικό ότι αυτές οι ηλεκτρονικές συσκευές φοριούνται έτσι ώστε να έρχονται σε άμεση επαφή με το σώμα μας. Υπάρχει πιθανότητα η παρατεταμένη έκθεση από αυτές τις συσκευές να προκαλέσει μακροπρόθεσμους κινδύνους για την υγεία ενός ατόμου. Απαιτείται περισσότερη ευαισθητοποίηση τόσο από την πλευρά των κατασκευαστών όσο και από τους καταναλωτές σχετικά με το εάν τέτοιες συσκευές έχουν σχεδιαστεί ακολουθώντας όλες τις σωστές διαδικασίες ασφαλείας.
***
{Μπορείτε να διαβάσετε την αρχική ερευνητική εργασία κάνοντας κλικ στον σύνδεσμο DOI που δίνεται παρακάτω στη λίστα των αναφερόμενων πηγών}
Πηγές)
Οι Kang S et al. 2018. Διαφανείς και αγώγιμες νανομεμβράνες με ορθογώνιες σειρές νανοσυρμάτων από ασήμι για μεγάφωνα και μικρόφωνα που προσαρμόζονται στο δέρμα. Προκαταβολές Επιστήμη. 4 (8).
https://doi.org/10.1126/sciadv.aas8772
***
