تم اكتشاف جهاز إلكتروني يمكن ارتداؤه يمكن ربطه بجسم المرء ويعمل كمكبر صوت وميكروفون
شهدت السنوات الأخيرة ازديادًا ملحوظًا في اكتشاف وتصميم الأجهزة الإلكترونية القابلة للارتداء. يمكن تثبيت هذه التقنية أو الجهاز على الجلد ، وتتيح، على سبيل المثال، تتبع الحالة الصحية أو اللياقة البدنية للفرد. تُصنّع العديد من الشركات التقنية في السوق أجهزة تتبع الصحة والنشاط والساعات الذكية، التي تحظى بشعبية متزايدة. تحتوي هذه الأجهزة على مستشعرات حركة صغيرة تسمح بمزامنتها مع الأجهزة المحمولة، وقد أصبحت جزءًا لا يتجزأ من الحياة اليومية.
مكبر صوت وميكروفون يمكن ارتداؤه!
ابتكر علماء من كلية الطاقة والهندسة الكيميائية بجامعة أولسان الوطنية للعلوم والتكنولوجيا (UNIST) تقنية مبتكرة قابلة للارتداء على جلد الإنسان، تتحول إلى مكبر صوت وميكروفون لاصق . تتكون هذه التقنية من أغشية نانوية هجينة فائقة الرقة والشفافية (أقل من 100 نانومتر) موصلة للكهرباء. يمكن تحويل هذا الغشاء النانوي إلى مكبر صوت يُلصق بأي جهاز لإنتاج الصوت. تتكون الأغشية النانوية أساسًا من طبقات فاصلة رقيقة بسماكة نانوية. تتميز بمرونة عالية، وخفة وزن فائقة، وقدرة التصاق ممتازة، مما يسمح بتثبيتها مباشرة على أي سطح. الأغشية النانوية المتوفرة عادةً ما تكون عرضة للتمزق، ولا تُظهر أي توصيل كهربائي، وهذا ما حدّ من انتشار هذه التقنيات الناشئة. للتغلب على هذه القيود، قام الباحثون بتضمين مصفوفة من أسلاك نانوية فضية داخل غشاء نانوي بوليمري شفاف. يتميز هذا الهجين بخاصية التوصيل الكهربائي، بالإضافة إلى كونه فائق الرقة والشفافية، وغير ملحوظ في مظهره. يتميز هذا الغشاء برقة فائقة، فهو أرق بألف مرة من ورقة عادية! وتُسهّل خصائصه الإضافية التفاعل الفعال مع الأسطح المنحنية والديناميكية دون تمزق أو تشقق. وقد مكّن استخدام هذه الأغشية النانوية الهجينة، التي تتمتع بخصائص بصرية وكهربائية وميكانيكية مذهلة، الباحثين من تصنيع مكبرات صوت وميكروفونات يمكن تثبيتها على الجلد.
استخدم مكبر الصوت جهدًا كهربائيًا للتيار المتردد لتسخين مصفوفة الأسلاك النانوية الفضية والتي تنتج بعد ذلك موجات صوتية (صوت حراري صوتي) بسبب التذبذبات الناتجة عن درجة الحرارة في الهواء المحيط. للتوضيح العملي ، استخدموا ميكروفونًا تجاريًا لاكتشاف الصوت وتسجيله. يتم تشغيل جهاز السماعة المتصل بالجلد بشكل جيد ويمكن التعرف على الأصوات بسهولة. للعمل كميكروفون ، تم إدخال أغشية نانوية هجينة بين أغشية مرنة (بوليديميثيل سيلوكسان متناهية الصغر) بنماذج صغيرة في هيكل يشبه الساندويتش. يمكنه الكشف عن صوت واهتزاز الحبال الصوتية بدقة. يحدث هذا بسبب الجهد الكهربي الاحتكاري الذي يتم إنشاؤه أثناء التلامس مع الأفلام المرنة. تم اختبار هذا أيضًا عمليًا وعمل بسلاسة.
إن مثل هذه التقنية الرقيقة ، والمطاطة ، والشفافة الملحقة بالجلد والتي تحول جلد الإنسان إلى مكبر صوت أو ميكروفون هي بالفعل مثيرة للاهتمام للعملاء للأغراض الترفيهية. يمكن أن تكون هذه التقنية مفيدة أيضًا في التطبيقات التجارية. على سبيل المثال ، يمكن تعديل تصميم الميكروفون لاستخدامه في فتح أنظمة الأمان التي يتم تنشيطها بالصوت للهواتف الذكية أو أجهزة الكمبيوتر. يمكن استخدامه لضعاف السمع والكلام ، لاستخدامه في أجهزة الاستشعار وأجهزة الرعاية الصحية المطابقة. من أجل الاستخدام التجاري ، يجب تحسين المتانة والأداء الميكانيكي للجهاز. مهدت هذه الدراسة الطريق لجيل جديد من أجهزة الاستشعار والأجهزة القابلة للارتداء. لا يزال القلق بشأن سلامة هذه الأجهزة القابلة للارتداء قائمًا. على الرغم من قلة المؤلفات العلمية المتاحة لإثبات الآثار الضارة لهذه الأجهزة بشكل شامل ، فمن المعروف أن هذه الأجهزة تنبعث منها إشعاعات ، وخاصة الهواتف المحمولة واتصالات wi-fi. ومما يثير القلق أن يتم ارتداء هذه الأجهزة الإلكترونية بحيث تكون على اتصال مباشر بجسمنا. هناك احتمال أن يؤدي التعرض الطويل من هذه الأجهزة إلى مخاطر صحية طويلة المدى للشخص. هناك حاجة إلى مزيد من الوعي من جانب كل من المصنعين والمستهلكين حول ما إذا كانت هذه الأجهزة قد تم تصميمها باتباع جميع إجراءات السلامة الصحيحة.
***
المصدر (ق)
كانغ إس وآخرون. 2018. أغشية نانوية شفافة وموصلة مع مصفوفات أسلاك متناهية الصغر فضية متعامدة لمكبرات الصوت والميكروفونات التي يمكن وصلها بالجلد. علم السلف. 4 (8).
https://doi.org/10.1126/sciadv.aas8772
***
