Alcune persone nascono con la perdita dell'udito, mentre altre la acquisiscono con l'età, le infezioni o l'esposizione a lungo termine al rumore. In molti casi, i minuscoli peli nella coclea dell'orecchio interno che consentono al cervello di riconoscere gli impulsi elettrici come suoni sono danneggiati. Come passo verso una coclea artificiale avanzata, i ricercatori di ACS Nano riportano una membrana conduttiva, che ha tradotto le onde sonore in segnali elettrici corrispondenti quando impiantata all'interno di un orecchio modello, senza richiedere alimentazione esterna.

Quando le cellule ciliate all'interno dell'orecchio interno smettono di funzionare, non c'è modo di invertire il danno. Attualmente, il trattamento è limitato agli apparecchi acustici o agli impianti cocleari. Ma questi dispositivi richiedono fonti di alimentazione esterne e possono avere difficoltà ad amplificare correttamente il parlato in modo che sia compreso dall'utente. Una possibile soluzione è simulare peli cocleari sani, convertendo il rumore nei segnali elettrici elaborati dal cervello come suoni riconoscibili. Per ottenere ciò, i ricercatori precedenti hanno provato materiali piezoelettrici autoalimentati, che si caricano quando vengono compressi dalla pressione che accompagna le onde sonore, e materiali triboelettrici, che producono attrito ed elettricità statica quando vengono spostati da queste onde. Tuttavia, i dispositivi non sono facili da realizzare e non producono abbastanza segnale attraverso le frequenze coinvolte nel linguaggio umano. Quindi, Yunming Wang e colleghi volevano un modo semplice per fabbricare un materiale che utilizzasse sia la compressione che l'attrito per un dispositivo di rilevamento acustico con elevata efficienza e sensibilità su un'ampia gamma di frequenze audio

Per creare un materiale piezo-triboelettrico, i ricercatori hanno mescolato nanoparticelle di titanato di bario rivestite con biossido di silicio in un polimero conduttivo, che hanno essiccato in una pellicola sottile e flessibile. Successivamente, hanno rimosso i gusci di biossido di silicio con una soluzione alcalina. Questo passaggio ha lasciato dietro di sé una membrana simile a una spugna con spazi attorno alle nanoparticelle, consentendo loro di spingersi quando vengono colpite dalle onde sonore. Nei test, i ricercatori hanno dimostrato che il contatto tra le nanoparticelle e il polimero ha aumentato la produzione elettrica della membrana del 55% rispetto al polimero incontaminato. Quando hanno inserito la membrana tra due sottili griglie metalliche, il dispositivo di rilevamento acustico ha prodotto un segnale elettrico massimo a 170 hertz, una frequenza nella gamma della maggior parte delle voci degli adulti. Infine, i ricercatori hanno impiantato il dispositivo all'interno di un modello di orecchio e hanno riprodotto un file musicale. Hanno registrato l'uscita elettrica e l'hanno convertita in un nuovo file audio, che mostrava una forte somiglianza con la versione originale. I ricercatori affermano che il loro dispositivo autoalimentato è sensibile all'ampia gamma acustica necessaria per ascoltare la maggior parte dei suoni e delle voci. + Esplora ulteriormente

Usare la luce invece dell'elettricità negli impianti cocleari