• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
17.03.2022
Сергей Васильев
1
1 596

Пьезоэлектрические нити превращают ткань в микрофон и громкоговоритель

5.1

Тонкие и гибкие нити из пьезоэлектрика, вплетенные в обычную ткань, позволят шить одежду, которая «слышит», различая даже звук сердцебиения своего носителя.

©Fink Lab, MIT / Автор: Наталья Федосеева

Инженеры из Массачусетского технологического института (MIT) разработали ткань, которая способна служить чувствительным микрофоном. Улавливая слабые вибрации, вызванные акустическими колебаниями, материал превращает их в электрические сигналы почти так, как это происходит в нашем собственном ухе. Такая ткань позволит создать более совершенные аппараты для слабослышащих или просто одежду, отслеживающую пульс. Ученые уже получили и успешно испытали прототип подобной рубашки, о чем рассказывают в статье, опубликованной в журнале Nature.

Вообще, любая ткань слегка колеблется под действием акустических волн, однако эти вибрации крайне слабы и быстро затухают. Чтобы регистрировать их, 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.

©Fink Lab, MIT

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.

©Fink Lab, MIT

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. Пару участков из нее пришили на спину рубашки и испытали, хлопая в ладоши на разном расстоянии. Ткань позволила точно локализовать источник звука на дистанциях вплоть до трех 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).

Наконец, Вэй Янь и его коллеги продемонстрировали, что такую же ткань можно использовать для обратного эффекта — генерации звука. Прикладывая нужное напряжение к пьезоэлектрическим нитям, они заставили ее вибрировать, воспроизводя заранее записанную речь, словно 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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 14:04
Андрей

Китайские палеонтологи обнаружили образцы самых больших моллюсков, живших после Великого вымирания. Их гигантский размер говорит о том, что брюхоногие интенсивнее и быстрее восстановились в росте после массовой гибели. До этого подобные свидетельства находили в ладинском ярусе, а сейчас в анизийском.

Вчера, 11:27
Александр Березин

Глава подразделения NASA по системам исследования Луны объяснила ранее неизвестное публике условие для высадки людей на спутнике Земли в сентябре 2026 года. Скептики оценили это заявление как стремление Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства США переложить ответственность за срыв сроков лунной высадки на кого-то еще.

8 часов назад
Александр Березин

Нынешняя версия крупнейшего носителя SpaceX вдвое мощнее «Сатурна-5», самой мощной ракеты прошлого. Однако документ Федерального управления гражданской авиации США показал, что Илон Маск планирует серьезно нарастить разрыв. Попутно у его ракеты значительно увеличится количество двигателей в обеих ступенях, в итоге она станет выше высочайшей пирамиды на земле.

10 июня
Александр Березин

Исследователи из США выяснили, что примерно два миллиона лет назад Солнечная система захватила хвост облака холодного межзвездного газа. В результате гелиосфера сильно сжалась, дав галактическим лучам свободно облучать все планеты системы. Это должно было вызвать и серьезные проблемы с климатом.

Позавчера, 14:04
Андрей

Китайские палеонтологи обнаружили образцы самых больших моллюсков, живших после Великого вымирания. Их гигантский размер говорит о том, что брюхоногие интенсивнее и быстрее восстановились в росте после массовой гибели. До этого подобные свидетельства находили в ладинском ярусе, а сейчас в анизийском.

8 июня
Михаил Орлов

Переселение позвоночных из воды в наземно-воздушную среду жизни стало поворотным моментом в истории биосферы. Однако этот эволюционный скачок имел и серьезные побочные эффекты: он привел к потере способности восстанавливать потерянные части тела рептилиями, птицами и млекопитающими. В новой статье биологи рассмотрели генетические и эволюционные аспекты освоения суши и выяснили, что резкое ослабление регенерации стало своеобразной «расплатой» за адаптации животных к другой среде.

15 мая
НИУ ВШЭ

Международный коллектив исследователей при участии ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ изучил, как выбор иностранного языка влияет на когнитивные способности человека. Оказалось, что языки, непохожие на родной, стимулируют когнитивную функцию на начальном этапе их изучения, а близкие к родному имеют отложенный эффект и помогают мозгу эффективнее работать при более высоком уровне владения иностранным языком.

24 мая
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

27 мая
Андрей

Европейские гляциологи, используя первые снимки Восточной Антарктиды 1937 года, а также фотографии середины XX века и современные спутниковые данные, отследили, как менялись ледники в этом регионе на протяжении 85 лет.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

Asmite Qielee
17.03.2022
-
0
+
Осталось добавить нити, которые передают данные и всё будет замечательно
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: