Yeni tip şeffaf iletken nano film: ciltte müzik çalabilir!
Kılavuz
Son zamanlarda, Güney Kore'deki Ulsan Ulusal Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'ne (UNIST) bağlı uluslararası bir bilimsel araştırma ekibi, cildinizi bir konuşmacıya dönüştürebilecek yenilikçi bir giyilebilir teknoloji gösterdi.
arka fon
Yaşamın her kesiminden büyük ilgi gören en son teknolojilerden biri olan esnek giyilebilir teknoloji, insanlara görüntüleme, görüntüleme, depolama, sağlık izleme, enerji depolama gibi birçok değerli uygulamayı getirmiştir.
Kumaş tabanlı OLED (Resim kaynağı: KAIST)
Karbon nanotüplere dayalı esnek terahertz görüntüleyici (fotoğraf kaynağı: Tokyo Institute of Technology)
Esnek transistör üzerindeki bilgileri sırasıyla "yazmak" veya "silmek" için mavi veya yeşil ışık kullanın. (Resim kaynağı: Paolo Samori)
Yüz dokularından dönüştürülmüş giyilebilir sensörler (Fotoğraf kredisi: Dennis R. Wise / Washington Üniversitesi)
Terden enerji elde edebilen yeni bir esnek yakıt hücresi türü (Resim kaynağı: California Üniversitesi, San Diego)
Akustik aynı zamanda esnek giyilebilir teknolojinin potansiyel bir uygulama alanıdır, ancak bu alanda çok fazla uygulama yok gibi görünmektedir. Yazar geçen yıl çok klasik bir akustik uygulamasını tanıttı. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Michigan Eyalet Üniversitesi'nin araştırma ekibi, kağıt kadar ince olan esnek bir giyilebilir cihaz geliştirdi.Sadece insan hareketinden gelen enerjiyi emmekle kalmaz, aynı zamanda esnek bir hoparlör veya mikrofona dönüştürülebilir ve hatta bir hoparlör ve mikrofon birleştirilebilir. .
Küçük bir bayrak gibi katlanabilir bir hoparlör (Resim kaynağı: Michigan Eyalet Üniversitesi)
Yama gibi esnek bir mikrofon (Resim kaynağı: Michigan Eyalet Üniversitesi)
Bu tür ekipmanlar, ses enerjisi ile elektrik enerjisi arasındaki iki yönlü dönüşümü gerçekleştirebilir, yalnızca elektrik yoluyla ses üretmekle kalmaz, aynı zamanda ses yoluyla da elektrik üretir. Gelecekte, bu cihazın kişisel bilgisayarlar, giyilebilir cihazlar ve akıllı donanım gibi bir dizi tüketici elektroniği ürününe entegre edilmesi bekleniyor.
Yenilikçilik
Bugün, akustik alanında uygulanan esnek bir giyilebilir teknoloji sunmak istiyorum.
Son zamanlarda, Güney Kore'deki Ulsan Ulusal Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'ne (UNIST) bağlı uluslararası bir bilimsel araştırma ekibi, cildinizi bir konuşmacıya dönüştürebilecek yenilikçi bir giyilebilir teknoloji gösterdi.
(Resim kaynağı: UNIST)
Bu çığır açan araştırma, Güney Kore Ulsan Ulusal Bilim ve Teknoloji Üniversitesi, Enerji ve Kimya Mühendisliği Okulu'nda profesör olan Hyunhyub Ko tarafından yönetildi.
(Resim kaynağı: UNIST)
teknoloji
Bu araştırmada, bilimsel araştırma ekibi, nanometre düzeyinde kalınlığa sahip ve bir polimer matris içine gömülü bir dizi ortogonal gümüş nanotelden oluşan ultra ince, şeffaf ve iletken bir hibrit nano film geliştirdi.
Serbest duran hibrit nano filmler üretmek için ortogonal gümüş nanotel dizilerini kullanın (resim kaynağı: referans [2])
Daha sonra, nano filmlerini göstermek için, nano filmi herhangi bir nesnenin yüzeyine takılabilen ve ses yayan bir hoparlör haline getirdiler. Araştırmacılar ayrıca, mikrofon olarak kullanılmak üzere benzer bir cihaz geliştirdiler; bu cihaz, sesle etkinleştirme gerektiren güvenlik sistemlerinin kilidini açmak için akıllı telefonlara ve bilgisayarlara bağlanabilir.
Sese dayalı kişisel güvenlik sistemi (resim kaynağı: referans [2])
Nano filmler (NM'ler), nanometre kalınlığında moleküler olarak ince izolasyon katmanlarıdır. Polimer nano filmler, büyük esneklik, ultra hafiflik ve mükemmel yapışma (hemen hemen her nesnenin yüzeyine yapıştırılabilir) gibi olağanüstü avantajları nedeniyle yaşamın her kesiminden büyük ilgi görmüştür. Ancak, kolayca parçalanırlar ve iletken değildirler.
Araştırmacılar, polimer bazlı nanofilmlere bir gümüş nano-tel ağı yerleştirerek yukarıdaki sorunları çözdüler ve cilde yapışabilen ve kolayca fark edilmeyen hoparlörler ve mikrofonlar gösterdiler.
Gümüş nanotel kompozitin hibrit nano filmi ile üç boyutlu mikro yapı arasında uyumlu temas (resim kaynağı: referans [2])
Güney Kore'deki Ulsan Ulusal Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nde Enerji ve Kimya Mühendisliği Bölümü'nde doktora sonrası araştırmacı olan ve makalenin ilk yazarı Saewon Kang şunları söyledi: "Ultra ince, şeffaf ve iletken hibrit nano filmimiz, kavisli ve sürekli değişen yüzeylerle uyumlu teması geliştiriyor. , Ve herhangi bir çatlak veya kırılma getirmeyecek. "
"Bu katmanlar, ses giriş ve çıkış cihazları gibi çeşitli potansiyel uygulamaları getirmek için daha da geliştirilebilen karşılık gelen sürtünmeli voltaj sinyallerinin neden olduğu sesleri ve vokal titreşimleri algılayabilir."
Araştırma ekibi, cilde takılabilen nano film hoparlörler ve mikrofonlar oluşturmak için hibrit nano filmler kullandı. Mükemmel şeffaflığa ve uyumlu kontak yeteneklerine sahip oldukları için tespit edilmesi kolay değildir. Bu giyilebilir hoparlörler ve mikrofonlar kağıt kadar kalındır, ancak yine de ses sinyalleri verebilir.
Cilde yapıştırılabilen bu nano film hoparlör, çevredeki havadaki sıcaklığın neden olduğu salınımlar yoluyla termal sesi uyararak çalışır. Bu periyodik Joule ısınması, akım iletkenden geçtiğinde ve bu sıcaklık salınımlarına neden olan ısı ürettiğinde meydana gelir. Gerilebilir, şeffaf ve cilde yapışan bir hoparlör haline geldi, bu nedenle büyük ilgi gördü.
Cilde yapıştırılabilen nano film hoparlörler (resim kaynağı: referans [2])
Giyilebilir mikrofon, konuşmacının boynuna takılabilen ve hatta ses tellerinin titreşimini bile algılayabilen bir sensördür. Bu sensör, şeffaf iletken nanoliflerin salınımının oluşturduğu sürtünmeyi elektrik enerjisine dönüştürerek çalışır. Mikrofonun çalışması açısından bu hibrit nano film, mikro desenli elastik film arasına yerleştirilir.Elastik film ile temasın getirdiği sürtünme gerilimine bağlı olarak ses telinin sesi ve titreşimi doğru bir şekilde algılanabilir.
Giyilebilir ve şeffaf nano film mikrofon (resim kaynağı: referans [2])
değer
Profesör Ko, "Araştırmamızdaki en büyük atılım, nanometre kalınlığında, 100 nanometreden daha az ultra ince, şeffaf ve iletken hibrit nano filmlerin geliştirilmesidir. Nano filmlerin olağanüstü optik, elektriksel ve mekanik özellikleri Cilde yapıştırılabilen ve kolayca tespit edilemeyen hoparlörler ve mikrofonlar. "
Bu yeni teknoloji, işitme ve konuşma bozukluğu olan hastalara yardım etmenin yanı sıra, giyilebilir Nesnelerin İnterneti (IoT) sensörleri ve uygun sağlık bakım cihazları gibi çeşitli potansiyel uygulamalar için daha da geliştirilebilir.
gelecek
Profesör Ko, "Ticari uygulamalar için, nano filmlerin mekanik dayanıklılığının ve hoparlörlerin ve mikrofonların performansının daha da iyileştirilmesi gerekiyor." Dedi.
Anahtar kelime
Giyilebilir, esnek elektronikler, nesnelerin interneti, hoparlörler, nano film
Referans
[1]
2 Saewon Kang, Seungse Cho, Ravi Shanker, Hochan Lee, Jonghwa Park, Doo-Seung Um, Youngoh Lee, Hyunhyub Ko. Cilde takılabilir hoparlörler ve mikrofonlar için ortogonal gümüş nanotel dizili şeffaf ve iletken nanomembranlar . Science Advances, 2018; 4 (8): eaas8772 DOI: 10.1126 / sciadv.aas8772
