Es wurde ein tragbares elektronisches Gerät entdeckt, das sich am Körper befestigen und als Lautsprecher und Mikrofon fungieren kann
Die Entdeckung und das Design von tragbaren elektronischen Geräten, die von Kunden am Körper getragen werden können, nehmen in den letzten Jahren zu. Eine solche tragbare Technologie oder ein solches Gerät kann am Menschen befestigt werden Haare und kann beispielsweise den Gesundheits- oder Fitnessstatus einer Person verfolgen. Solche „Gesundheits- oder Aktivitätstracker“ und Smartwatches werden mittlerweile von mehreren Technologieunternehmen auf dem Markt hergestellt und ihre Popularität nimmt zu. Sie verfügen über kleine Bewegungssensoren, die eine Synchronisierung mit mobilen Geräten ermöglichen. Diese sind Teil des täglichen Lebens der Menschen geworden.
Ein tragbarer Lautsprecher und ein Mikrofon!
Wissenschaftler der UNIST School of Energy and Chemical Engineering haben eine innovative tragbare Technologie für die menschliche Haut entwickelt, die zu einem Lautsprecher zum Aufkleben wird und Mikrofon. Dieses Material ist eine ultradünne, transparente Hybrid-Nanomembran (weniger als 100 Nanometer), die von Natur aus leitfähig ist. Diese Nanomembran kann sich in eine Lautsprecher der an jedes Gerät angeschlossen werden kann, um Ton zu erzeugen. Bei den Nanomembranen handelt es sich grundsätzlich um dünne Trennschichten mit nanoskaliger Dicke. Sie sind hochflexibel, ultraleicht und verfügen über eine hervorragende Haftung, wodurch sie direkt auf jeder Art von Oberfläche haften können. Standardmäßig verfügbare Nanomembranen neigen zum Reißen und weisen keine elektrische Leitfähigkeit auf. Aus diesem Grund sind solche neuen Technologien bislang limitierend. Um diese Einschränkungen zu umgehen, haben Forscher eine Silber-Nanodrahtmatrix in eine transparente Polymer-Nanomembran eingebettet. Ein solcher Hybrid hat dann zusätzlich die Eigenschaft, dass er leitend ist, teils ultradünn, transparent und insgesamt unauffällig im Erscheinungsbild ist. Die Dünnheit ist bemerkenswert und bedeutet, dass es 1000-mal dünner ist als ein einzelnes Blatt Papier! Die zusätzlichen Eigenschaften ermöglichen eine effiziente Interaktion mit gekrümmten und dynamischen Oberflächen ohne Bruch oder Rissbildung. Mithilfe solcher Hybrid-Nanomembranen, die über bemerkenswerte optische, elektrische und mechanische Eigenschaften verfügen, konnten Forscher Lautsprecher und Mikrofone herstellen, die auf der Haut befestigt werden konnten.
Der Lautsprecher verwendete eine elektrische Wechselspannung, um die Silber-Nanodraht-Matrix zu erhitzen, die dann aufgrund von temperaturinduzierten Schwingungen in der Umgebungsluft Schallwellen (thermoakustischer Schall) erzeugte. Zur praktischen Demonstration verwendeten sie ein handelsübliches Mikrofon, um den Ton zu erkennen und aufzuzeichnen. Das auf der Haut befestigte Lautsprechergerät spielte gut und Geräusche waren gut erkennbar. Um als Mikrofon zu arbeiten, wurden hybride Nanomembranen zwischen elastischen Filmen (mikrostrukturiertes Polydimethylsiloxan) mit kleinen Mustern in einer sandwichartigen Struktur eingefügt. Es konnte Geräusche und Vibrationen von Stimmbändern mit Präzision erkennen. Dies geschieht aufgrund der triboelektrischen Spannung, die beim Kontakt mit den elastischen Folien erzeugt wird. Auch das wurde praktisch getestet und funktionierte reibungslos.
Eine solche hauchdünne, dehnbare, transparente Skin-Attachable-Technologie, die die menschliche Haut in einen Lautsprecher oder ein Mikrofon verwandelt, ist tatsächlich für Kunden für Freizeitzwecke interessant. Diese Technologie kann auch in kommerziellen Anwendungen nützlich sein. Beispielsweise könnte das Design des Mikrofons modifiziert werden, um sprachaktivierte Sicherheitssysteme für Smartphones oder Computer zu entsperren. Es kann für Hör- und Sprachbehinderte, für den Einsatz in Sensoren und konformen Gesundheitsgeräten verwendet werden. Für den kommerziellen Einsatz müssen die mechanische Haltbarkeit und Leistung des Geräts verbessert werden. Diese Studie hat den Weg für eine neue Generation von tragbaren Sensoren und Geräten geebnet. Die Sorge um die Sicherheit solcher tragbarer Geräte bleibt bestehen. Obwohl nur sehr wenig wissenschaftliche Literatur verfügbar ist, um die schädlichen Auswirkungen solcher Geräte umfassend zu belegen, ist bekannt, dass diese Geräte Strahlung aussenden, insbesondere Mobiltelefone und WLAN-Verbindungen. Es ist bedenklich, dass diese elektronischen Geräte so getragen werden, dass sie in direktem Kontakt mit unserem Körper stehen. Es besteht die Möglichkeit, dass eine längere Exposition von diesen Geräten zu langfristigen Gesundheitsrisiken für eine Person führen kann. Sowohl bei den Herstellern als auch bei den Verbrauchern ist ein größeres Bewusstsein darüber erforderlich, ob solche Geräte unter Beachtung aller korrekten Sicherheitsverfahren entwickelt wurden.
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Quelle (n)
KangS et al. 2018. Transparente und leitfähige Nanomembranen mit orthogonalen Silber-Nanodraht-Arrays für hautbefestigbare Lautsprecher und Mikrofone. Wissenschaft Fortschritte. 4(8).
https://doi.org/10.1126/sciadv.aas8772
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