Avastatud on kantav elektrooniline seade, mis saab keha külge kinnituda ning toimida kõlarina ja mikrofonina
Viimastel aastatel on suurenenud selliste kantavate elektroonikaseadmete avastamine ja kujundamine, mida kliendid saavad oma kehal kanda. Sellist kantavat tehnoloogiat või vidinat saab inimese külge kinnitada nahk ja võib näiteks jälgida indiviidi tervislikku seisundit või vormisolekut. Selliseid tervise- või aktiivsuse jälgijaid ja nutikellasid toodavad nüüd mitmed turul olevad tehnoloogiategijad ning nende populaarsus on tõusuteel. Neil on väikesed liikumisandurid, mis võimaldavad sünkroonida mobiilseadmetega. Need on muutunud inimeste igapäevaelu osaks.
Kõlar ja mikrofon, mida saab kanda!
UNISTi energeetika- ja keemiatehnika kooli teadlased on välja töötanud uuendusliku kantava tehnoloogia inimnaha jaoks, millest saab kleepuv kõlar ja mikrofon. See materjal on üliõhukesed läbipaistvad hübriidnanomembraanid (alla 100 nanomeetri), mis on oma olemuselt juhtivad. See nanomembraan võib muutuda a valjuhääldi mille saab heli tekitamiseks ühendada mis tahes seadme külge. Nanomembraanid on põhimõtteliselt õhukesed nanomõõtmelise paksusega eralduskihid. Need on väga paindlikud, ülikerged ja suurepärase nakkuvusega, tänu millele saab neid kinnitada otse igat tüüpi pinnale. Tavapäraselt saadaolevad nanomembraanid kipuvad rebenema ja neil puudub elektrijuhtivus ning see on põhjus, miks sellised uued tehnoloogiad on olnud piiravad. Nendest piirangutest mööda hiilimiseks integreerisid teadlased läbipaistvasse polümeeri nanomembraani hõbedase nanojuhtme maatriksi. Sellisel hübriidil on siis lisaomadus olla juhtiv osa, kuna see on üliõhuke, läbipaistev ja üldiselt välimuselt märkamatu. Õhukus on märkimisväärne ja tähendab, et see on 1000 korda õhem kui üks paberileht! Lisaomadused hõlbustavad tõhusat koostoimet kõverate ja dünaamiliste pindadega ilma purunemise või pragudeta. Selliste hübriidsete nanomembraanide kasutamine, millel on märkimisväärsed optilised, elektrilised ja mehaanilised omadused, võimaldas teadlastel valmistada kõlareid ja mikrofone, mida saab kinnitada nahale.
Kõlar kasutas vahelduvvoolu elektripinget hõbedase nanojuhtme maatriksi soojendamiseks, mis seejärel tekitas ümbritseva õhu temperatuurist põhjustatud võnkumiste tõttu helilaineid (termoakustilist heli). Praktiliseks tutvustamiseks kasutasid nad heli tuvastamiseks ja salvestamiseks kaubanduslikku mikrofoni. Naha külge kinnitatud kõlariseade mängis hästi ja helid olid kergesti äratuntavad. Mikrofonina töötamiseks sisestati hübriid-nanomembraanid elastsete kilede (mikromustriline polüdimetüülsiloksaan) vahele, millel olid võileivakujulised väikesed mustrid. See suudab täpselt tuvastada häälepaelte heli ja vibratsiooni. See juhtub triboelektrilise pinge tõttu, mis tekib kokkupuutel elastsete kiledega. See sai ka praktiliselt testitud ja töötas tõrgeteta.
Selline paberõhuke, veniv, läbipaistev nahaga kinnitatav tehnoloogia, mis muudab inimese naha valjuhääldiks või mikrofoniks, on klientidele huvipakkuv meelelahutuslikel eesmärkidel. See tehnoloogia võib olla kasulik ka kommertsrakendustes. Näiteks mikrofoni disaini saab muuta nii, et seda saaks kasutada nutitelefonide või arvutite häälaktiveeritud turvasüsteemide avamiseks. Seda saab kasutada kuulmis- ja kõnepuudega inimestele, kasutamiseks andurites ja konformsetes tervishoiuseadmetes. Kaubanduslikuks kasutamiseks tuleb seadme mehaanilist vastupidavust ja jõudlust parandada. See uuring on loonud tee uue põlvkonna kantavatele andurite ja seadmete loomisele. Selliste kantavate seadmete ohutuse pärast muretsetakse endiselt. Kuigi selliste seadmete kahjulike mõjude põhjalikuks tõestamiseks on saadaval väga vähe teaduslikku kirjandust, on hästi teada, et need seadmed eraldavad kiirgust, eriti mobiiltelefonid ja WiFi-ühendused. Murettekitav on see, et neid elektroonilisi seadmeid kantakse nii, et need on meie kehaga otseses kontaktis. On olemas võimalus, et nende seadmete pikaajaline kokkupuude võib põhjustada pikaajalisi terviseriske inimesele. Nii tootjatel kui ka tarbijatel on vaja rohkem teadlikkust selle kohta, kas sellised seadmed on projekteeritud kõiki õigeid ohutusprotseduure järgides.
***
{Saate lugeda esialgset uurimistööd, klõpsates alltoodud allika(te) loendis DOI lingil}
Allikas (d)
Kang S et al. 2018. Läbipaistvad ja juhtivad nanomembraanid risti asetseva hõbedase nanojuhtme massiiviga nahale kinnitatavate kõlarite ja mikrofonide jaoks. Teadus ettemaksed. 4 lõige 8.
https://doi.org/10.1126/sciadv.aas8772
***
