Инженеры научили флаг проигрывать музыку

Wei Li et al. / Nature Communications, 2017
Ученые из Мичиганского университета разработали новый гибкий композитный материал, который может превращать механическую энергию в электричество и наоборот, к примеру, работая как динамик или микрофон, которые могут подзаряжать себя самостоятельно. На основе этого материала инженеры создали флаг, проигрывающий аудиофайлы, и микрофон для компьютера, достаточно чувствительный, чтобы различать людей по голосу. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Носимая электроника, активно развивающаяся в последние годы, ставит создателей устройств перед компромиссом: приходится либо использовать массивные и тяжелые аккумуляторы, либо слишком часто подзаряжать устройство. Некоторые разработчики пытаются обойти эти ограничения и вырабатывать электричество «из воздуха». Например, китайские ученые представили устройство, вырабатывающее электричество из движений тела за счет трения, а некоторые исследователи добывают его из радиоволн от окружающих Wi-Fi роутеров.
В конце 2016 года ученые представили новый композитный материал, который способен превращать механическую энергию в электричество. Материал состоял главным образом из пористого полимера, в котором пустоты представляли собой ориентированные магнитные диполи. Полимер с двух сторон был покрыт слоями металла, служащими электродами. При деформации материала магнитные моменты в нем также менялись, из-за чего между электродами возникал электрический ток. Это свойство инженеры решили использовать для создания нескольких автономных устройств, не требующих внешнего источника электричества. Например, дисплея, заряжающегося от прикосновений к нему, и гибкой клавиатуры, производящей энергию для своей работы из прикосновений к клавишам.
В новой работе ученые обнаружили, что их материал может действовать противоположным образом: переводить электрическую энергию в механическую. Поскольку толщина материала составляет около одной десятой миллиметра, то исследователи решили использовать это свойство для создания мембран для звуковых устройств.
Второе устройство представляло собой флаг Мичиганского университета, в который были вшиты несколько листов материала. Подключив флаг к плееру и усилителю, инженеры смогли воспроизвести на нем гимн своего университета.
Инженеры считают, что разработанный ими материал может быть
использован в носимой электронике в качестве микрофона и динамика в умных часах
и других применениях. К примеру, однажды, с помощью такого материала можно
будет создать интерактивную газету, которая может зачитывать статьи по
голосовой команде читателя.
Недавно американские ученые смогли использовать механические колебания вибромоторов телефонов в качестве шпионского микрофона.
Григорий Копиев