Корейські вчені створили гібридну плівку, що складається зі срібних нанопроволок, поміщених у полімерну матрицю. На її основі дослідники створили працюючі прототипи динаміка і мікрофона, які можна безпечно закріплювати прямо на шкірі людини. Стаття опублікована в журналі.
Носимі пристрої розглядаються багатьма інженерами в якості перспективної заміни смартфону або іншим пристроям для багатьох застосувань. Оскільки керувати невеликими носимими пристроями не так зручно, розробники пропонують використовувати різні альтернативні способи управління, наприклад, за допомогою жестів руки і пальців, а також голосових команд. Для цього пристрій має бути обладнаний мікрофоном і динаміком, причому бажано, щоб вони були гнучкими і не заважали повсякденним рухам при носінні.
Хен Хеп Ко (Hyunhyub Ko) разом з колегами з Національного інституту науки і технологій Ульсана створили тонку прозору провідну плівку, яку можна використовувати в якості динаміка або мікрофона в носимих пристроях. Плівка являє собою композит з двох матеріалів - срібних дротів із середньою довжиною 20 мікрометрів і діаметром 35 нанометрів, а також матриці з парилена. Спочатку вчені створювали на кремнієвій підкладці тимчасовий шар оксиду цинку, на який за допомогою стрижня Мейєра наносили нанопроволоки. Такий спосіб нанесення дозволяє орієнтувати витягнуті частинки за напрямом нанесення. Вчені наносили їх у перпендикулярних напрямках, завдяки чому вони отримали сітку з дроту. Після цього за допомогою хімічної облоги з газової фази вони наносили на срібну сітку парилен, а потім видаляли тимчасовий шар з оксиду цинку і отримували вільні композитні плівки.
Отримані плівки виявилися практично повністю прозорими - прозорість 93,1 відсотка у видимому діапазоні світлового випромінювання. Порівняно зі звичайною париленовою плівкою композит зі срібними дротами вийшов міцнішим, а також електропровідним. Крім того, вчені показали, що він добре прилягає і закріплюється на шкірі, незважаючи на її нерівну поверхню.
На основі плівки вчені створили два працюючих прототипи. Один з них являє собою динамік, що складається з плівки і підключених електродів. При пропусканні змінного струму через плівку вона нагрівається, різко нагріває навколишнє повітря, що викликає в ньому акустичні коливання. Вчені продемонстрували роботу динаміка, програвши на ньому «Кампанеллу»:
Крім динаміка дослідники створили і мікрофон, в основі якого лежить та ж плівка. По суті, він являє собою трибоелектричний генератор. З двох сторін від плівки розташована плівка з вирізом з полідіметилсілоксану, а також структура з мікропірамідок з того ж матеріалу. Два шари підключено до вимірювального пристрою. Звукові коливання змушують плівку з композиту коливатися, а, оскільки на ній сконцентрований позитивний заряд, зміна відстані між шарами викликає струм, за яким можна відновити звук.
Інші вчені також працюють над створенням електронних пристроїв, які можна наносити безпосередньо на шкіру. Минулого року ми зібрали найпомітніші розробки в цій галузі в матеріалі «Електронна шкіра».