Искусственная “барабанная перепонка” сможет слышать радиоволны

Исследователи из Университета Кейс Вестерн резерв (США) разрабатывают миниатюрные искусственные барабанные перепонки. Технология позволит принимать и передавать сигналы в значительно более широком диапазоне, чем это доступно человеческому уху, что сделает сенсорные устройства нового поколения компактнее и эффективнее. О разработке рассказывают Spectrum и Science Daily.

Сенсоры и системы коммуникации являются ключевыми технологиями для мира, в котором все устройства связаны между собой. В последние десятилетия исследователи стремятся, с одной стороны, увеличить их динамический диапазон, а с другой – миниатюризировать. Команда исследователей из США внесла свой вклад в этот процесс, создав барабанную перепонку, которая в 10 трлн раз меньше по объему, и в 100 000 раз тоньше, чем человеческая.

Разработка превосходит человеческое ухо не только по миниатюрности, но и по чувствительности. Наши барабанные перепонки способны воспринимать звуки интенсивностью от 60 до 100 дБ в диапазоне от 10 Гц до 10 кГц. За пределами этих границ человеческий слух быстро становится бесполезным. Однако некоторые животные, например белухи или домашние кошки, способны воспринимать звуки в намного более широком диапазоне. Создавая искусственные барабанные перепонки, исследователи в некотором смысле скопировали наработки эволюции.

При создании сенсоров команда ученых использовала полупроводниковые кристаллы – чешуйки дисульфида молибдена (MoS2), объединенные в атомные слои диаметром около 1 мкм. Чешуйки отслаивали от большого кристалла и закрепляли на кремниевой пластине, служащей для контакта с электронными устройствами. Полученная конструкция достаточно чувствительна, чтобы реагировать на широкий спектр сигналов, от вибраций до звука и радиоволн.

Важная особенность заключается в том, что чувствительность мембраны можно настраивать, меняя ее натяжение. Помимо этого, искусственная перепонка очень энергоэффективна: для работы ей достаточно мощности в несколько пиковатт. Чтобы подобные сверхчувствительные барабанные перепонки стали частью сенсорных систем, необходимо создать специальные преобразователи сигнала. По мнению авторов работы, это будет сделано в течение ближайшего десятилетия.

Следите за стремительным развитием технологий вместе с нами в FB - https://www.facebook.com/htech.plus/

и в Telegram - https://t.me/htech_plus