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, pracujący nad innowacyjną technologią i systemami medycznymi w skali molekularnej, wciąż odkrywają jak wielką pomoc może nam zaoferować nanoświat oparty na biologii. W końcu żywe komórki są swego rodzaju „nano-maszynami”, działającymi dzięki skomplikowanej...
Średnia zużycia paliw transportowych na całym świecie wynosi obecnie kilkanaście terawatów na sekundę (1 terawat = 1012 dżuli). Kluczem do rozwoju technologii pozyskiwania paliwa słonecznego, które mogłoby zastąpić paliwa kopalne, jest odkrycie...