Come un altoparlante tradizionale, questo foglio simile, dispositivo flessibile in grado di trasmettere il suono. Creato da ingegneri MSU, il dispositivo - noto come nanogeneratore ferroelettrico, o FENG:può essere incorporato in una bandiera o in un altro tessuto. Potrebbe un giorno portare a un altoparlante pieghevole o a un giornale audio. Credito:Michigan State University
Un sottilissimo, dispositivo flessibile creato presso la Michigan State University non solo può generare energia dal movimento umano, può fungere anche da altoparlante e microfono, rapporto dei ricercatori di nanotecnologia nell'edizione del 16 maggio di Comunicazioni sulla natura .
La svolta audio potrebbe alla fine portare a prodotti di consumo come un altoparlante pieghevole, una patch di sicurezza ad attivazione vocale per computer e persino un giornale parlante.
"Ogni tecnologia inizia con una svolta e questa è una svolta per questa particolare tecnologia, " disse Nelson Sepulveda, Professore associato MSU di ingegneria elettrica e informatica e investigatore principale del progetto finanziato dal governo federale.
"Questo è il primo trasduttore ultrasottile, flessibile, scalabile e bidirezionale, il che significa che può convertire l'energia meccanica in energia elettrica e l'energia elettrica in energia meccanica."
Alla fine del 2016, Sepulveda e il suo team hanno dimostrato con successo il loro dispositivo a forma di foglio, noto come nanogeneratore a ferroelettrico, o FENG - usandolo per alimentare una tastiera, Luci a LED e touch-screen LCD. Quel processo funzionava con un tocco delle dita o un leggero movimento di pressione per attivare i dispositivi, convertendo l'energia meccanica in energia elettrica.
Nelson Sepulveda è un ricercatore di nanotecnologie e professore associato di ingegneria presso la Michigan State University. Credito:Michigan State University
L'attuale svolta estende l'usabilità del FENG. I ricercatori hanno scoperto che il materiale ad alta tecnologia può fungere da microfono (catturando le vibrazioni dal suono, o energia meccanica, e convertendola in energia elettrica) e un altoparlante (operando in modo opposto:convertendo l'energia elettrica in energia meccanica).
Per dimostrare l'effetto microfono, i ricercatori hanno sviluppato una patch di sicurezza FENG che utilizza il riconoscimento vocale per accedere a un computer. La patch ha avuto successo nel proteggere il computer di un individuo da utenti esterni. "Il dispositivo è così sensibile alle vibrazioni che cattura le componenti di frequenza della tua voce, " disse Sepulveda.
Per dimostrare l'effetto altoparlante, il tessuto FENG è stato incorporato in una bandiera MSU Spartan. La musica è stata trasmessa da un iPad attraverso un amplificatore e nella bandiera, che poi ha riprodotto il suono in modo impeccabile. "La bandiera stessa divenne l'altoparlante, " ha detto Sepulveda. "Quindi potremmo usarlo in futuro prendendo altoparlanti tradizionali, che sono grandi, ingombranti e consumano molta potenza, e sostituendoli con questo molto flessibile, magro, piccolo dispositivo."
Immagina un giorno in cui qualcuno potrebbe tirare fuori dalla tasca un altoparlante leggero, sbatterlo contro il muro e trasmettere il suo discorso a una stanza piena di persone, disse Sepulveda.
"Oppure immagina un giornale, " Ha aggiunto, "dove i fogli sono microfoni e altoparlanti. Potresti essenzialmente avere un giornale ad attivazione vocale che ti risponde".
Gli scienziati della Michigan State University Nelson Sepulveda, Giusto, e Wei Li hanno creato un nano-dispositivo rivoluzionario che può sia raccogliere energia dal movimento umano che fungere da altoparlante. Credito:Michigan State University
Wei Li, un ricercatore di ingegneria MSU e autore principale del documento in Comunicazioni sulla natura , dette altre potenziali applicazioni del FENG includono teli per la cancellazione del rumore e un braccialetto per il monitoraggio della salute con protezione vocale.
"Molte persone si stanno concentrando sugli aspetti della vista e del tatto dell'elettronica flessibile, "Li ha detto, "ma ci stiamo anche concentrando sugli aspetti del parlato e dell'ascolto della tecnologia".
L'innovativo processo di creazione del FENG inizia con un wafer di silicone, che viene poi fabbricato con più strati, o fogli sottili, di sostanze rispettose dell'ambiente tra cui argento, poliimmide e polipropilene ferroelettrico. Gli ioni vengono aggiunti in modo che ogni strato del dispositivo contenga particelle cariche. L'energia elettrica viene creata quando il dispositivo viene compresso dal movimento umano, o energia meccanica.
