התגלה מכשיר אלקטרוני לביש שיכול להיצמד לגוף ולשמש כרמקול ומיקרופון
גילוי ועיצוב של מכשירים אלקטרוניים לבישים שניתן לענוד על ידי לקוחות על גופם נמצא במגמת עלייה בשנים האחרונות. ניתן לחבר טכנולוגיה או גאדג'ט לביש כזה לאדם עור והוא יכול, למשל, לעקוב אחר מצב כושר או כושר של אדם. 'עוקבי בריאות או פעילות' ושעונים חכמים כאלה מיוצרים כיום על ידי מספר שחקנים טכנולוגיים בשוק והפופולריות שלהם נמצאת בעלייה. יש להם חיישני תנועה קטנים המאפשרים סנכרון עם מכשירים ניידים. אלה הפכו לחלק מחיי היומיום של אנשים.
רמקול ומיקרופון שניתן ללבוש!
מדענים מבית הספר להנדסה אנרגיה וכימית של UNIST עיצבו טכנולוגיה חדשנית לבישה לעור אנושי, שהופכת לרמקול "מדביק" מיקרופון. חומר זה הוא ננו-ממברנות היברידיות דק ושקופות במיוחד (פחות מ-100 ננומטר) שהן מוליכות בטבען. ננוממברנה זו יכולה להפוך ל-a רמקול שניתן לחבר לכל מכשיר להפקת סאונד. הננוממברנות הן בעצם שכבות הפרדה דקות עם עובי ננומטרי. הם גמישים מאוד, קלים במיוחד ובעלי יכולת הדבקה מעולה שבגללה הם יכולים להיצמד ישירות לכל סוג של משטח. ננו-ממברנות זמינות באופן שגרתי נוטות להיקרע ואינן מציגות מוליכות חשמלית וזו הסיבה שטכנולוגיות מתפתחות כאלה היו מגבילות. כדי לעקוף מגבלות אלו, חוקרים הטמיעו מטריצת ננו-חוטים כסופה בתוך ננו-ממברנה פולימרית שקופה. להיברידית כזו יש את התכונה הנוספת של להיות חלק מוליך מהיותו דק במיוחד, שקוף ובאופן כללי הוא לא פולשני במראהו. הרזון מדהים ומשמעותו הוא דק פי 1000 מגיליון נייר בודד! המאפיינים הנוספים מאפשרים אינטראקציה יעילה עם משטחים מעוקלים ודינמיים מבלי להישבר או להיסדק. שימוש בננו-ממברנות היברידיות כאלה בעלות תכונות אופטיות, חשמליות ומכניות יוצאות דופן אפשר לחוקרים לייצר רמקולים ומיקרופונים שניתן לחבר אותם לעור.
הרמקול השתמש במתח חשמלי AC כדי לחמם את מטריצת הננו-חוטים הכסופה שהפיקה לאחר מכן גלי קול (קול תרמי-אקוסטי) עקב תנודות הנגרמות על ידי טמפרטורה באוויר שמסביב. לצורך הדגמה מעשית, הם השתמשו במיקרופון מסחרי כדי לזהות ולהקליט את הצליל. מכשיר הרמקול המחובר לעור התנגן היטב והצלילים היו ניתנים לזיהוי בקלות. כדי לעבוד כמיקרופון, הוכנסו ננו-ממברנות היברידיות בין סרטים אלסטיים (פולידימתילסילוקסן בתבנית מיקרו) עם דוגמאות קטנות במבנה דמוי סנדוויץ'. זה יכול לזהות צליל ורטט של מיתרי הקול בדיוק. זה קורה בגלל המתח הטריבו-אלקטרי שנוצר במהלך מגע עם הסרטים האלסטיים. זה גם נבדק באופן מעשי ועבד בצורה חלקה.
טכנולוגיה כזו דק-נייר, ניתנת למתיחה, הניתנת לחיבור עור שקופה, אשר הופכת עור אנושי לרמקול או למיקרופון, אכן מעניינת עבור הלקוחות למטרות פנאי. טכנולוגיה זו יכולה להיות שימושית גם ביישומים מסחריים. לדוגמה, ניתן לשנות את העיצוב של המיקרופון כך שישמש לפתיחת מערכות אבטחה המופעלות באמצעות קול עבור סמארטפונים או מחשבים. זה יכול לשמש ללקויי שמיעה ודיבור, לשימוש בחיישנים ומכשירי בריאות מתאימים. לשימוש מסחרי יש לשפר את העמידות והביצועים המכניים של המכשיר. מחקר זה קבע את הדרך לדור חדש של חיישנים ומכשירים לבישים. הדאגה לבטיחות עבור מכשירים לבישים כאלה נותרה בעינה. למרות שמעט מאוד ספרות מדעית זמינה כדי להוכיח באופן מקיף את ההשפעות המזיקות של מכשירים כאלה, ידוע היטב שמכשירים אלה פולטים קרינה, במיוחד טלפונים סלולריים וחיבורי Wi-Fi. זה מדאיג שהמכשירים האלקטרוניים האלה שחוקים כך שהם נמצאים במגע ישיר עם הגוף שלנו. קיימת אפשרות שחשיפה ממושכת ממכשירים אלו עלולה לגרום לסיכונים בריאותיים ארוכי טווח לאדם. יש צורך במודעות רבה יותר הן מצד היצרנים והן מצד הצרכנים לגבי האם מכשירים כאלה תוכננו על ידי ביצוע כל נוהלי הבטיחות הנכונים.
***
{תוכל לקרוא את עבודת המחקר המקורית על ידי לחיצה על קישור ה-DOI המופיע להלן ברשימת המקורות המצוטטים}
מקור (ים)
Kang S et al. 2018. ננוממברנות שקופות ומוליכות עם מערכי ננו-חוטי כסף אורתוגונליים לרמקולים ומיקרופונים הניתנים לחיבור לעור. התקדמות מדע. 4 (8).
https://doi.org/10.1126/sciadv.aas8772
***
