Ultradelgado conductivo, y los NM híbridos transparentes se pueden aplicar a la fabricación de altavoces NM que se pueden acoplar a la piel y micrófonos de reconocimiento de voz, que serían discretos en apariencia debido a su excelente transparencia y capacidad de contacto conforme. Crédito:UNIST
Un equipo internacional de investigadores afiliados a UNIST ha presentado una innovadora tecnología portátil que convierte la piel del usuario en un altavoz. Este avance fue dirigido por el profesor Hyunhyub Ko en la Escuela de Energía e Ingeniería Química de UNIST. Creado en parte para ayudar a las personas con discapacidad auditiva y del habla, la nueva tecnología se puede explorar más a fondo para aplicaciones tales como sensores de IoT portátiles y dispositivos de atención médica conformados.
En el estudio, el equipo de investigación desarrolló ultradelgados, nanomembranas híbridas transparentes y conductoras con grosor a nanoescala, que consiste en una matriz de nanocables de plata ortogonal incrustada en una matriz de polímero. Luego usaron la nanomembrana como un altavoz que se puede conectar a casi cualquier cosa para producir sonidos. Los investigadores también introdujeron un dispositivo similar, actuando como un micrófono, que se puede conectar a teléfonos inteligentes y computadoras para desbloquear los sistemas de seguridad activados por voz.
Las nanomembranas (NM) son capas de separación molecularmente delgadas con un grosor a nanoescala. Los NM de polímero han atraído una atención considerable debido a sus ventajas excepcionales, incluida la flexibilidad extrema, peso ultraligero, y excelente adhesibilidad, permitiendo que se adhieran a casi cualquier superficie. Sin embargo, se rompen fácilmente y no presentan conductividad eléctrica.
El equipo de investigación ha resuelto estos problemas incorporando una red de nanocables de plata dentro de una nanomembrana basada en polímeros. Esto ha permitido la demostración de un altavoz y un micrófono imperceptibles y que se adhieren a la piel. "Nuestro ultradelgado, transparente, y los NM híbridos conductores facilitan el contacto conforme con superficies curvilíneas y dinámicas sin ningún agrietamiento o ruptura, "dice Saewon Kang en el programa de doctorado de Energía e Ingeniería Química en UNIST, el primer autor del estudio.
Las imágenes esquemáticas de (A) altavoz NM acoplable a la piel con la matriz ortogonal AgNW y (B) micrófono NM transparente y portátil. Crédito:UNIST
Él añade, "Estas capas son capaces de detectar sonidos y vibraciones vocales producidas por las señales de voltaje triboeléctrico correspondientes a los sonidos, que podría explorarse más a fondo para diversas aplicaciones potenciales, como dispositivos de entrada / salida de sonido ".
Usando los NM híbridos, el equipo de investigación fabricó altavoces y micrófonos NM que se pueden acoplar a la piel, que serían discretos en apariencia debido a su excelente transparencia y capacidad de contacto conforme. Estos micrófonos y parlantes portátiles son finos como el papel, pero todavía capaz de conducir señales de sonido.
"El mayor avance de nuestra investigación es el desarrollo de ultrafinos, transparente, y nanomembranas híbridas conductoras con grosor a nanoescala, menos de 100 nanómetros, "dice el profesor Ko." Estos ópticos excepcionales, eléctrico, y las propiedades mecánicas de las nanomembranas permiten la demostración de altavoces y micrófonos imperceptibles y que se adhieren a la piel ".
Los altavoces NM acoplables a la piel funcionan emitiendo un sonido termoacústico por la oscilación inducida por la temperatura del aire circundante. El calentamiento periódico de Joule que se produce cuando una corriente eléctrica pasa a través de un conductor y produce calor conduce a estas oscilaciones de temperatura. Ha atraído una atención considerable por ser un estirable, transparente, y altavoz acoplable a la piel.
Los micrófonos portátiles son sensores, conectado al cuello de un hablante para sentir incluso la vibración de las cuerdas vocales. Este sensor funciona convirtiendo la fuerza de fricción generada por la oscilación de la nanofibra conductora transparente en energía eléctrica. Para el funcionamiento del micrófono, la nanomembrana híbrida se inserta entre películas elásticas con patrones diminutos para detectar con precisión el sonido y la vibración de las cuerdas vocales en base a un voltaje triboeléctrico que resulta del contacto con las películas elásticas.
"Para aplicaciones comerciales, la durabilidad mecánica de las nanomebras y el rendimiento del altavoz y el micrófono deberían mejorarse aún más, "dice el profesor Ko.
