• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
17 марта
Сергей Васильев
1
1 308

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

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
Предстоящие мероприятия
6 часов назад
Александр Березин

Скорее всего, это первое полноценное использование принципиально нового истребителя по его прямому назначению.

Позавчера, 10:00
РНФ

Группа ученых из России и Германии математически описала ситуацию, когда происходит самоостановка света — явление, при котором скорость световых импульсов падает в миллионы раз, вплоть до нуля. Оказалось, что в определенных условиях излучение в резонансно поглощающей среде создает для себя «потенциальную яму», из которой затем не может выйти. Это происходит за счет обволакивания материей безмассовых фотонов, и в результате они могут остановиться.

Позавчера, 15:33
Михаил Орлов

В контексте изменений климата обычно говорят о таянии ледников, однако ученые отмечают, что некоторые крупные скопления льда на Антарктическом полуострове за последние 20 лет заметно выросли. Причиной могут быть изменения атмосферной циркуляции и перераспределение массы антарктических льдов ближе к берегу.

Позавчера, 10:00
РНФ

Группа ученых из России и Германии математически описала ситуацию, когда происходит самоостановка света — явление, при котором скорость световых импульсов падает в миллионы раз, вплоть до нуля. Оказалось, что в определенных условиях излучение в резонансно поглощающей среде создает для себя «потенциальную яму», из которой затем не может выйти. Это происходит за счет обволакивания материей безмассовых фотонов, и в результате они могут остановиться.

20 мая
Мария Азарова

Ученые предупреждают: поскольку вес современных комбайнов и прочей сельхозтехники сегодня приближается к весу самых крупных животных, когда-либо бродивших по Земле, возникает парадокс уплотнения грунта.

22 мая
Сергей Васильев

Распространяясь в популяциях крупных жвачных животных, паразиты незаметно оказывают мощное влияние на целые экосистемы, позволяя растительности спокойно развиваться и процветать.

26 апреля
Василий Парфенов

Крупнейшие патентные ведомства мира десятилетиями или веками принципиально игнорируют любые конструкции, нарушающие начала термодинамики. С точки зрения здравого смысла это хорошо, но конспирологи и гении-самоучки считают иначе. По их мнению, такая политика стала результатом заговора (подставьте сюда любое вымышленное или не очень секретное общество либо лобби). Что ж, похоже, Роспатент встал на их сторону.

27 апреля
Александра Медведева

С помощью GPS-трекинга ученые проследили за перемещениями целой популяции домашних кошек в небольшом норвежском городке. Оказалось, питомцы редко уходят от дома далее 50 метров и почти не совершают длительных прогулок.

28 апреля
Мария Азарова

Авторы нового исследования составили таблицу ожидаемой продолжительностью жизни для собак 18 чистокровных пород и метисов. Кроме того, они узнали, кто живет дольше — суки или кобели, кастрированные или нет.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

17.03.2022
-
0
+
Осталось добавить нити, которые передают данные и всё будет замечательно
Подтвердить?
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: