Общество глухих

НАУКА Массачусетский технологический университет создал ткань, которая работает как микрофон и громкоговоритель

Инженеры из Массачусетского технологического института (MIT) разработали ткань, которая может служить чувствительным микрофоном, способным даже различать звук сердцебиения своего носителя. Ученые добились такого эффекта благодаря тонким и гибким нитям из пьезоэлектрика, вплетенным в обычную ткань. Одежда из этой ткани позволяет «слышать» и различать и звуки сердцебиения своего носителя. Об этой находке разместил материал авторитетный в научной среде журнал Nature.

Материал улавливает слабые колебания, вызванные акустическими вибрациями, и превращает их в электрические сигналы, почти так же, как это происходит в человеческом ухе. Такая ткань будет актуальна для слабослышащих людей, или, например, можно будет шить одежду, которая будет отслеживать пульс.

Ученые протестировали прототип рубашки из этой ткани.

На самом деле любая ткань слегка колеблется под воздействием акустических волн. Но эти колебания очень слабые и быстро затухают.

Чтобы регистрировать акустические волны, Вэй Янь (Wei Yan) и его коллеги создали тонкие нити из гибкого пьезоэлектрика.

В таких материалах приложение механического напряжения индуцирует накопление заряда на поверхности, как при появлении искры в «кнопочных» зажигалках.

Эти нити сплели с обычными хлопковыми и дополнительно укрепили полимером Twaron.

Как отмечают ученые, схожим образом работает внутреннее ухо человека, регистрируя звук.

Акустические колебания заставляют вибрировать барабанную перепонку, основу которой тоже образует сложное переплетение нитей — волокон упругого белка коллагена.

Таким же способом исследователи соединили свои искусственные нити, получив миниатюрные блоки, регистрирующие звук.

Даже крайне слабые вибрации создают в них заряд, который можно легко и точно зарегистрировать.

Эти нити авторы работы использовали вместе с хлопковым волокном, и при поддержке коллег из Школы дизайна штата Род-Айленд получили готовую мягкую ткань. По словам ученых, она вышла потяжелее обычной хлопковой, но легче, чем джинсовая.

1) Несколько отрезков такой ткани были пришиты к спине рубашки и протестированы путем хлопанья в ладоши. Ткань позволила точно локализовать источник звука на расстоянии до 3 метров.

А если эту нить располагали в районе левого плеча, она могла улавливать даже сердцебиение носителя, причем с точностью, достаточной для того, чтобы различать первый и второй тоны (S1 и S2).

2) Далее ученые использовали такую же ткань для обратного эффекта — генерации звука. Они, подав нужное напряжение на пьезоэлектрические нити, заставили ее вибрировать, воспроизводя предварительно записанную речь как динамик.

Ученые надеются, что эти нити, сплетенные с разными видами волокон, станут основой для множества разнообразных «умных» материалов с весьма полезными свойствами. Например, покрытие космического корабля сможет «слышать» мельчайшие сотрясения, вызванные ударами микрометеоритов, или замечать звуки, связанные с появлением в корпусе микротрещин.


Сергей Васильев
Фото: Fink Lab, MIT
naked-science.ru

23 марта 2022 г.

Напишите комментарий

  • Войти

Читайте также

© 1999-2021, Первый информационный сайт глухих, слабослышащих и всех в России.
Карта  Пользовательское соглашение
Срочная помощь