Пьезоэлектрические нити превращают ткань в микрофон и громкоговоритель
Тонкие и гибкие нити из пьезоэлектрика, вплетенные в обычную ткань, позволят шить одежду, которая «слышит», различая даже звук сердцебиения своего носителя.
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.
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. 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.
Telegram 
Дзен 
VK Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Ученые синтезировали три новых комплекса металла европия и нашли способ управлять яркостью их свечения (люминесценции). Подобные светящиеся соединения востребованы в биологии и медицине для визуализации тканей и отслеживания распределения лекарств по организму, а также в технике при разработке энергоэффективных дисплеев и светодиодов.
Физики Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ совместно с коллегами из Алферовского университета и ИТМО показали, как управлять свечением углеродных точек, помещая их на полупроводниковые нанопровода.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Плавящийся асфальт в США, многие тысячи погибших в Западной Европе, своеобразное лето в России — все это списывают на вредоносный феномен рекордного Эль-Ниньо. И конечно же, на него спихивают и ожидаемый рост цен на кофе и основные сельхозтовары. Правда, есть в этой картине и белые пятна: в прошлые Эль-Ниньо мировые урожаи росли. Что скорее всего случится в 2026 году и отчего роль этого события может быть куда больше, чем мы думаем?
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии