این پارچه می تواند ضربان قلب شما را بشنود
به گزارش نيو نيوز 1 و به نقل از sciencenews ممکن است روزی لباس‌هایمان از موسیقی متن زندگی‌مان شنود کند و صداهای اطراف و درونمان را به تصویر بکشد.
یک فیبر جدید به عنوان یک میکروفون عمل می کند – صدای خش خش برگ ها و صدای پرندگان را می گیرد – و سیگنال های صوتی را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند. محققان در 16 مارس در Nature گزارش دادند که این ماده که به صورت پارچه بافته می شود، حتی می تواند صدای کف دست و صداهای ضعیف مانند ضربان قلب صاحبش را بشنود. چنین پارچه‌هایی می‌توانند راهی راحت و بدون مزاحم – حتی مد روز – برای نظارت بر عملکرد بدن یا کمک به شنوایی ارائه دهند.
وی یان، دانشمند مواد در دانشگاه فناوری نانیانگ در سنگاپور، می‌گوید پارچه‌های آکوستیک شاید صدها سال است که وجود داشته‌اند، اما از آنها برای کاهش صدا استفاده می‌شود. یان که در MIT روی پارچه کار می کرد، می گوید که پارچه به عنوان یک میکروفون “مفهومی کاملا متفاوت است”.
یان و همکارانش از پرده گوش انسان الهام گرفتند. امواج صوتی باعث ایجاد ارتعاش در پرده گوش می شود که توسط حلزون گوش به سیگنال های الکتریکی تبدیل می شود. یوئل فینک، دانشمند مواد در MIT می گوید: «به نظر می رسد که این پرده گوش از الیاف ساخته شده است. در لایه های داخلی پرده گوش، رشته های کلاژن از مرکز تابش می کنند، در حالی که بقیه حلقه های متحدالمرکز را تشکیل می دهند. فینک می گوید الیاف متقاطع در شنوایی نقش دارند و شبیه پارچه هایی هستند که مردم می بافند.
مشابه آنچه در پرده گوش اتفاق می افتد، صدا پارچه را در مقیاس نانو می لرزاند. در پارچه جدید، الیاف پنبه و سایر مواد تا حدی سفت به نام Twaron به طور موثر صدای ورودی را به ارتعاش تبدیل می کنند. همراه با این نخ ها یک فیبر منفرد بافته شده است که حاوی ترکیبی از مواد پیزوالکتریک است که در هنگام فشار دادن یا خم شدن ولتاژ تولید می کند. کمانش و خمش فیبر حاوی پیزوالکتریک سیگنال های الکتریکی ایجاد می کند که می تواند از طریق یک برد مدار کوچک به دستگاهی ارسال شود که ولتاژ را می خواند و ثبت می کند.
این تیم گزارش می دهد که میکروفون فابریک به طیف وسیعی از سطوح نویز، از یک کتابخانه آرام گرفته تا ترافیک سنگین، حساس است، اگرچه همچنان به بررسی پردازش سیگنال مورد نیاز برای جدا کردن صداهای هدف از نویز محیط ادامه می دهد. یان می گوید، این پارچه حسگر صدا که در لباس ادغام شده است، مانند پارچه معمولی است. و بعد از 10 بار شستن به عنوان میکروفون به کار خود ادامه داد.
یک فیبر تخصصی (تصویر، مرکز) که به صورت پارچه بافته می شود، سیگنال های الکتریکی را هنگام خم شدن یا کمانش ایجاد می کند و کل مواد را به یک میکروفون تبدیل می کند.
ویجی تاکور، دانشمند مواد در کالج روستایی اسکاتلند در ادینبورگ که بخشی از این کار نبود، می‌گوید مواد پیزوالکتریک «پتانسیل بسیار زیادی» برای کاربردهایی از مشاهده عملکرد بدن تا نظارت بر یکپارچگی مواد هواپیما دارند. آنها حتی برای تولید انرژی نیز پیشنهاد شده‌اند، اما، او می‌گوید، بسیاری از کاربردها به دلیل ولتاژهای کوچکی که تولید می‌کنند محدود شده‌اند. روشی که الیاف در این پارچه ساخته می‌شوند – ساندویچ کردن ترکیبی از مواد پیزوالکتریک بین اجزای دیگر، از جمله یک ماده بیرونی انعطاف‌پذیر و کشسان – انرژی حاصل از ارتعاشات را در لایه پیزوالکتریک متمرکز می‌کند و سیگنال تولیدی را تقویت می‌کند.
به عنوان اثبات مفهوم، تیم این پارچه را در یک پیراهن گنجانید که می‌توانست صدای قلب صاحبش را مانند گوشی پزشکی بشنود. تاکور می‌گوید با استفاده از این روش، میکروفون پارچه‌ای می‌تواند به سوفل گوش دهد و ممکن است روزی بتواند اطلاعاتی شبیه به اکوکاردیوگرام، سونوگرافی قلب ارائه دهد. او می‌گوید: اگر به‌عنوان یک ابزار نظارتی و تشخیصی مؤثر باشد، قرار دادن چنین میکروفون‌هایی در لباس ممکن است روزی ردیابی بیماری‌های قلبی در کودکان خردسال را برای پزشکان آسان‌تر کند.
این تیم همچنین پیش بینی می کند که میکروفون های پارچه ای می توانند به شنوایی و ارتباط کمک کنند. پیراهن دیگری که تیم ایجاد کرد دارای دو فیبر پیزوالکتریک بود که در پشت پیراهن از هم فاصله داشتند. بر اساس زمانی که هر فیبر صدا را دریافت می کند، از این پیراهن می توان برای تشخیص جهتی که یک کف زدن از آن آمده است استفاده کرد. و هنگامی که به منبع برق متصل می شود، میکروفون های پارچه ای می توانند صدا را به عنوان یک بلندگو پخش کنند.
فینک می‌گوید: «در 20 سال گذشته، ما در تلاش بوده‌ایم تا طرز فکر جدیدی را در مورد پارچه‌ها معرفی کنیم. علاوه بر ارائه زیبایی و گرما، پارچه ها ممکن است به حل مشکلات تکنولوژیک کمک کنند. و شاید، فینک می گوید، آنها می توانند فناوری را نیز زیبا کنند.