En bärbar elektronisk enhet har upptäckts som kan fästa på ens kropp och fungera som högtalare och mikrofon
Upptäckten och designen av bärbara elektroniska enheter som kan bäras av kunder på kroppen har ökat under de senaste åren. En sådan bärbar teknik eller pryl kan fästas på människan hud och kan till exempel spåra hälsa eller konditionsstatus för en individ. Sådana "hälso- eller aktivitetsspårare" och smarta klockor tillverkas nu av flera teknikaktörer på marknaden och deras popularitet ökar. De har små rörelsesensorer som möjliggör synkronisering med mobila enheter. Dessa har blivit en del av människors vardag.
En högtalare och mikrofon som kan bäras!
Forskare från UNISTs School of Energy and Chemical Engineering har designat en innovativ bärbar teknologi för mänsklig hud som blir en "stick-on"-högtalare och mikrofon. Detta material är ett ultratunt, transparent hybrid nanomembran (mindre än 100 nanometer) som är ledande till sin natur. Detta nanomembran kan förvandlas till en högtalare som kan kopplas till vilken enhet som helst för att producera ljud. Nanomembranen är i grunden tunna separationsskikt med tjocklek i nanoskala. De är mycket flexibla, ultralätta i vikt och har överlägsen vidhäftningsförmåga, vilket gör att de kan fästas direkt på vilken typ av yta som helst. Rutinmässigt tillgängliga nanomembran är benägna att rivas sönder och uppvisar ingen elektrisk ledningsförmåga och detta är anledningen till att sådana framväxande teknologier har varit begränsande. För att kringgå dessa begränsningar bäddade forskare in en silver nanotrådmatris i ett transparent polymernanomembran. En sådan hybrid har då den ytterligare egenskapen att vara ledande del från att vara ultratunn, transparent och totalt sett diskret till utseendet. Tunnheten är anmärkningsvärd och betyder att den är 1000 gånger tunnare än ett enda pappersark! De ytterligare egenskaperna underlättar effektiv interaktion med krökta och dynamiska ytor utan att spricka eller spricka. Genom att använda sådana hybrida nanomembran som har anmärkningsvärda optiska, elektriska och mekaniska egenskaper gjorde det möjligt för forskare att tillverka högtalare och mikrofoner som kunde fästas på huden.
Högtalaren använde en elektrisk AC-spänning för att värma silvernanotrådsmatrisen som sedan producerade ljudvågor (termoakustiskt ljud) på grund av temperaturinducerade svängningar i den omgivande luften. För praktisk demonstration använde de en kommersiell mikrofon för att upptäcka och spela in ljudet. Högtalarenheten fäst på huden spelade bra och ljuden var lätta att känna igen. För att fungera som en mikrofon sattes hybrid nanomembran in mellan elastiska filmer (mikropönstrad polydimetylsiloxan) med små mönster i en sandwichliknande struktur. Den kunde upptäcka ljud och vibrationer från stämbanden med precision. Detta händer på grund av den triboelektriska spänningen som genereras vid kontakt med de elastiska filmerna. Detta var också praktiskt testat och fungerade smidigt.
En sådan papperstunn, töjbar, genomskinlig teknik som kan fästas på huden som omvandlar mänsklig hud till en högtalare eller mikrofon är verkligen intressant för kunder för rekreationsändamål. Denna teknik kan också vara användbar i kommersiella tillämpningar. Exempelvis kan utformningen av mikrofonen modifieras för att användas för att låsa upp röstaktiverade säkerhetssystem för smartphones eller datorer. Den kan användas för hörsel- och talskadade, för användning i sensorer och konforma vårdenheter. För kommersiellt bruk måste enhetens mekaniska hållbarhet och prestanda förbättras. Denna studie har lagt vägen för en ny generation bärbara sensorer och enheter. Oron för säkerheten för sådana bärbara enheter kvarstår. Även om mycket lite vetenskaplig litteratur finns tillgänglig för att heltäckande bevisa de skadliga effekterna av sådana enheter, är det välkänt att dessa enheter avger strålning, särskilt mobiltelefoner och wi-fi-anslutningar. Det är oroande att dessa elektroniska enheter bärs så att de är i direkt kontakt med vår kropp. Det finns en möjlighet att långvarig exponering från dessa enheter kan orsaka långsiktiga hälsorisker för en person. Det behövs mer medvetenhet hos både tillverkare och konsumenter om huruvida sådana enheter har utformats genom att följa alla korrekta säkerhetsprocedurer.
***
{Du kan läsa den ursprungliga forskningsartikeln genom att klicka på DOI-länken nedan i listan över citerade källor}
Källa (er)
Kang S et al. 2018. Transparenta och ledande nanomembran med ortogonala silver nanotrådarrayer för hudmonterade högtalare och mikrofoner. Vetenskap Förskott. 4 (8).
https://doi.org/10.1126/sciadv.aas8772
***
