Nell'ambito della ricerca acustica in corso presso la Binghamton University, L'illustre professor Ron Miles della State University di New York ha creato un sensore funzionante con la minor resistenza possibile al movimento. Il sensore sottile e flessibile è ideale per rilevare i suoni perché può muoversi con il flusso d'aria prodotto anche dai rumori più deboli e risolve i problemi con gli accelerometri, microfoni e molti altri sensori simili.

"L'obiettivo era creare un sensore che resistesse solo alla gravità, " ha detto Miles. "Il sensore doveva rimanere connesso al dispositivo, ma a parte questo, Volevo che si muovesse anche con il minimo rumore o movimento dell'aria".

Essere in grado di muoversi con l'aria è il modo in cui i sensori sono in grado di dire quando è presente un suono e da quale direzione proviene.

Miles ha fatto progressi con i sensori acustici nel 2017 utilizzando la seta di ragno immersa nell'oro come un sottile, sensore flessibile per realizzare un microfono con una risposta in frequenza notevolmente piatta. Questo sensore incorporava un magnete per convertire il movimento della seta in un segnale elettronico.

In alternativa all'utilizzo di un magnete, Miles ha deciso di creare un sensore capacitivo. Invece di aver bisogno di un magnete, un sensore capacitivo richiede una tensione aggiunta ad esso tramite elettrodi.

Ogni anno vengono prodotti due miliardi di microfoni capacitivi, ma renderli piccoli ed efficaci comporta alcune sfide.

La sua nuova piattaforma fornisce un modo per rilevare il movimento di fibre o pellicole estremamente sottili rilevando i cambiamenti in un campo elettrico senza l'uso di un magnete.

In precedenza non era possibile utilizzare il rilevamento capacitivo su dispositivi estremamente flessibili, materiali sottili perché hanno dovuto resistere alle forze elettrostatiche che possono danneggiarli o impedirne il movimento.

"I ricercatori vogliono che il sensore si muova con piccole forze dal suono, senza risentire delle forze elettrostatiche, " disse Miles.

In questo lavoro più recente, Miles ha trovato un design che consente il sottile, sensore flessibile, che potrebbe essere seta di ragno o qualsiasi altro materiale altrettanto sottile, per oscillare sopra due elettrodi fissi.

"Poiché il sensore si trova a un angolo di 90 gradi dagli elettrodi, le forze elettrostatiche non ne influenzano il movimento, " disse Miglia.

Questa è una parte critica del progetto perché i sensori devono avere un'elevata tensione di polarizzazione, la tensione necessaria per il funzionamento di un dispositivo, per essere efficaci poiché la sensibilità del sensore aumenta con un'elevata tensione di polarizzazione.

Questo design significa che i sensori capacitivi, come quelli usati negli smartphone, può essere sia più piccolo che più efficiente.

Miles ha affermato che il design unico offre anche alcuni altri vantaggi importanti in varie applicazioni.

"Il modo in cui il sensore è progettato ora significa che ha un'energia potenziale quasi costante, ma può anche tornare al suo equilibrio dopo grandi movimenti".