Ultradunne Luidspreker-Microfoon Genereert Ook Energie Van Beweging

{h1}

Onderzoekers hebben een velachtig apparaat ontwikkeld dat fungeert als luidspreker en microfoon en dat energie kan opwekken uit menselijke beweging.

Gedrukte kranten gaan misschien uit de mode, maar wat als u een flexibel elektronisch papier zou kunnen hebben dat de krantenkoppen of het weerbericht leest en naar het sportgedeelte op spraakopdracht gaat?

Onderzoekers van de Michigan State University hebben een plaatachtig apparaat ontwikkeld - bekend als een ferro-electret-nanogenerator of FENG - dat fungeert als een luidspreker en microfoon en energie kan opwekken uit menselijke beweging, zoals een vinger over een scherm vegen. [Top 10 uitvindingen die de wereld veranderden]

"Het is een apparaat dat je kunt oprollen en in je zak kunt stoppen om vervolgens ergens te komen en uit te rollen en op een scherm of een raam of op een willekeurig platform te plaatsen en het te gebruiken als een zowel een microfoon als een luidspreker," zei Nelson Sepulveda, een medewerker hoogleraar elektrische en computertechnologie aan de Michigan State University, en de primaire onderzoeker van de nieuwe studie publiceerde op 16 mei online in het tijdschrift Nature Communications.

Afgelopen december hebben Sepulveda en zijn team het belangrijkste onderdeel van dit apparaat, de FENG, in het tijdschrift Nano Energy beschreven. Op dat moment toonden de onderzoekers het vermogen van de dunne film om energie te genereren uit beweging. Het had het extra voordeel dat het elke keer dat het werd gevouwen exponentieel zijn voltage kon verhogen, aldus de wetenschappers.

Dit nieuwste onderzoek bouwt voort op dat vermogen. Het apparaat werkt nu als een microfoon, neemt trillingen op in de lucht (met andere woorden, geluidsgolven) en zet ze om in elektrische energie. Het verandert ook elektrische signalen, van een computerbestand, in vibraties die mensen als geluid kunnen horen.

In een aantal verschillende demonstraties lieten de wetenschappers zien hoe het zou kunnen werken. Ze hebben de FENG ingebed in de Spartaanse vlag van de universiteit en daarna het vechtlied van de school er doorheen gespeeld. Ze toonden ook aan dat het zou kunnen werken als onderdeel van een stemherkenningssysteem om de toegang tot een computer te verifiëren.

"De betrouwbaarheid en kwaliteit van de geluidsherkenning is hoog genoeg om de toonhoogtes en de frequentiecomponenten van de stem van een persoon te herkennen", vertelde Sepulveda aan WordsSideKick.com.

Het velachtige, flexibele apparaat kan geluid verzenden zoals een traditionele luidspreker.

Het velachtige, flexibele apparaat kan geluid verzenden zoals een traditionele luidspreker.

Krediet: Michigan State University

De microfoonfunctie van het apparaat werkt op dezelfde manier als geavanceerde microfoons die al op de markt zijn. Deze zijn gebaseerd op kristallijne componenten, piëzo-elektrische transducers genaamd, die het geluid oppikken en omzetten in elektrische signalen die een computer vervolgens in audio kan veranderen.

Piëzo-elektrische kristallen werken op deze manier gedeeltelijk vanwege hun atomaire structuur, die paren positieve en negatieve ladingen bevat, dipolen genaamd. Terwijl geluidsgolven van het kristal afketsen, zorgen ze ervoor dat de positieve en negatieve ladingen uitlijnen en scheeftrekken - en dat zorgt voor een signaal.

Sepulveda en zijn collega's konden deze structuur nabootsen in de FENG, maar met veel grotere dipolen.

Het apparaat is gemaakt van zeer dunne lagen van milieuvriendelijke stoffen, waaronder zilver, polyimide en polypropyleen ferro-electret. Positief en negatief geladen deeltjes worden toegevoegd aan de lagen, die op een ongelijke manier worden gestapeld. De ongelijkheid creëert microscopische luchtzakken tussen de lagen die analoog zijn aan de dipolen in piëzo-elektrische kristallen, aldus de onderzoekers. Terwijl geluidsgolven van de luchtzakken stuiteren, comprimeren ze de holle dipolen, waardoor de positieve en negatieve ladingen uitlijnen en scheeftrekken.

"We genereren dezelfde elektrische output als de zeer dure microfoons die brosse kristallen gebruiken," zei Sepulveda.

Het omgekeerde is ook waar. Een elektrisch signaal dat door het apparaat wordt verzonden, kan trillingen veroorzaken die geluid produceren.

Een andere potentiële toepassing, zei Sepulveda, zou als een ruisonderdrukkend apparaat zijn. Een persoon zou bijvoorbeeld de film op een raam kunnen monteren, waar hij straatgeluid zou oppikken en de tegenovergestelde geluidsgolven zou kunnen spelen om het geluid te dempen.

"Er zijn zoveel ideeën en we blijven elke dag over de technologie leren en leren elke tricks", zei Sepulveda.

Oorspronkelijk artikel over WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com