Aktualności

Co mogą mieć ze sobą wspólnego aparat słuchowy, mikrofon i detektor dźwięku?

Odpowiedź brzmi – nanogenerator tryboelektryczny! Wzdłuż całej jego powierzchni znajdują się malutkie membrany, które wibrują, kiedy fale dźwiękowe wnie uderzą. To powoduje, że wzajemnie kompatybilne materiały generują mały ładunek. Mały ładunek to mała moc, której z resztą nie trzeba wiele na to urządzenie. Dzięki temu jest to rozwiązanie bardzo energooszczędne. Przez nagrywanie różnych ładunków z różnych membran o różnych odpowiedziach na częstotliwość, urządzenie składa kompletny obraz dźwięku. Dzieje się to bez użycia mocy oprócz tej z nanogeneratora.

Jak sama nazwa wskazuje jest to bardzo mały generator, którego działanie jest oparte o efekt tryboelektryczny. Polega on na wytworzeniu ładunku wskutek wzajemnego tarcia materiałów o siebie poprzez ślizganie, toczenie, udar i/lub wibracje, a także deformacje podczas, której ładunki elektryczne gromadzą się w obszarach koncentracji naprężeń. Podobnie działa ślimak w uchu, który zbudowany jest z komórek wrażliwych na dźwięk tworzących długi, zakrzywiony, zamknięty kanał wypełniony płynem. Dźwięk uderza w koniec ślimaka, a jego różne części wibrują zależnie od częstotliwości, która wytworzyła dźwięk.

Generatory te znane są już od kilku lat, jednak nadal inżynierowie usprawniają cały mechanizm, by dostosować je do kolejnych aplikacji. Aktualnie są badane pod kątem właśnie działania mikrofonów, aparatów słuchowych oraz czujników dźwięku na przykład w celu ochrony budynków. Mikrofon ze względu na wbudowany procesor słuchowy wymaga baterii a więc i ładowania. Całkowicie go nie zastąpią, ale z pewnością pomogą usprawnić działanie poprzez zminimalizowanie zużycia energii. Wobec aparatów słuchowych – nanogenerator tryboelektryczny może być nastawiony na akceptację jedynie dźwięków z konkretnego zakresu i ich wzmocnienie dla osoby niedosłyszącej. Natomiast pod kątem czujników ruchu działałby standardowo w stanie “uśpienia” a budziłby się tylko gdy wykryje dźwięk na przykład gdy ktoś wejdzie do domu, sklepu czy muzeum.

Źródło tekstowe: https://nano-magazine.com/news/2018/7/26/super-sensitive-microphone-powered-by-nanotechnology oraz dx.doi.org/10.14314/polimery.2014.314

Redaktor: Jagoda M. Wierzbicka

Podobne artykuły

Naukowcy z Instytutu Materiałoznawstwa w Barcelonie (ICMAB-CSIC) stworzyli nową koncepcję materiału termoelektrycznego i opublikowali ją w czasopiśmie Energy & Environmental Science. Jest to urządzenie stworzone z celulozy produkowanej in situ za pomocą bakterii wraz z użyciem niewielkiej...
Połów bakterii nie brzmi jak najbardziej relaksująca rozrywka na świecie. Jest to jednak coś, czego dokonali naukowcy z międzynarodowego zespołu za pomocą zakrzywionego promienia światła. Naukowcy z ITMO University, Tomsk State University, University of Central...