Нитка, яка чує серце

Полімерна нитка з п'єзоелектричними елементами перетворює одяг на мікрофон.


Ми чуємо звуки завдяки барабанній перепонці і слуховим кісточкам: акустичні коливання змушують вібрувати перепонку, та передає вібрації слуховим кісточкам, а від них коливання приходять в рідке середовище внутрішнього вуха і слуховим рецепторам, які в ньому знаходяться. Структура перепонки відома: це кругові та радіальні нитки сполучного колагену, накладені один на одного.


Вей Янь (Wei Yan) та інші співробітники Массачусетського технологічного інституту вирішили зробити тканину, яка б могла вловлювати звуки, подібно барабанній перепонці в нашому вусі. Звукоуловителем стала нитка з тварона - так називається матеріал з поліараміду (з поліарамідів ми частіше чуємо про кевлар, відомий своєю міцністю). З тварона можна зробити нитку досить міцну і гнучку, щоб вона могла відчувати акустичні вібрації в повітрі. У нитку впоювали частинки титанату барію, що володіють п'єзоелектричними властивостями - вони перетворювали механічну напругу в електричний заряд. Нитка під дією вібрацій розтягувалася і стискалася, п'єзочастинки генерували заряд, а заряд вже відправлявся в спеціальний пристрій, який його аналізував.

З акустичної нитки зробили зразок тканини і вставили його в звичайну сорочку. У статті в Nature йдеться, що така сорочка сприймала досить широкий діапазон звуків, починаючи від бібліотечного шороху до шуму автотраси. Вона також визначала напрямок звуку - тобто, наприклад, коли він йшов з відстані в три метри, електричний сигнал від акустичної накладки змінювався, якщо джерело звуку зміщувалося на один градус навколо. Звук можна посилити, так що тканина перетвориться на справжній мікрофон.

Якщо ж тканину-мікрофон накладали на внутрішній бік одягу, вона розрізняла перший і другий тони серця. З цією тканиною можна поступати і навпаки, зробивши з неї динамік: вібрації, які вона відчуває, перетворюватимуться на звук (тільки, звичайно, звучатиме не сама тканина, а спеціальний пристрій, що розшифровує сигнали від неї).

Як можна зрозуміти, перспективи у такого матеріалу найширші - наприклад, тканина могла б стати в нагоді в медицині, цілодобово зчитуючи шуми в легких або серці. Але перш ніж починати де-небудь її використовувати, все одно потрібно буде зайвий раз переконатися, що вона досить добре розрізняє потрібні звуки.

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND