En el estudio, el equipo de investigación ha desarrollado nanomembranas híbridas ultradelgadas, transparentes y conductivas con espesores a nanoescala, que consisten en una matriz de nanocables de plata ortogonal incrustada en una matriz de polímero. Este avance ha sido liderado por el profesor Hyunhyub Ko en la Escuela de Energía e Ingeniería Química en UNIST (Ulsan National Institute of Science and Technology).
Entonces, demostraron su nanomembrana convirtiéndola en un altavoz que se puede conectar a casi cualquier cosa para producir sonidos. Los investigadores también introdujeron un dispositivo similar, que actúa como un micrófono, que se puede conectar a teléfonos inteligentes y computadoras para desbloquear sistemas de seguridad activados por voz.
Las nanomembranas (NM) son capas de separación molecularmente delgadas con un espesor a nanoescala. Los NM de polímeros han atraído una atención considerable debido a sus excelentes ventajas, como la flexibilidad extrema, el peso ultraligero y una excelente adhesibilidad, ya que se pueden unir directamente a casi cualquier superficie. Sin embargo, se rasgan fácilmente y no muestran conductividad eléctrica.
El equipo de investigación ha resuelto estos problemas mediante la incorporación de una red de nanocables de plata dentro de una nanomembrana basada en polímeros. Esto ha permitido la demostración de un altavoz y micrófono imperceptibles y conectables a la piel.
"Nuestros NM híbridos ultradelgados, transparentes y conductivos facilitan el contacto conforme con superficies curvilíneas y dinámicas sin grietas ni roturas", dice Saewon Kang en el programa doctroral de Energía e Ingeniería Química en UNIST, el primer autor del estudio.
Y añade en un comunicado: "Estas capas son capaces de detectar sonidos y vibraciones vocales producidas por las señales de tensión triboeléctricas correspondientes a los sonidos, que podrían explorarse más a fondo para diversas aplicaciones potenciales, como dispositivos de entrada / salida de sonido".
Utilizando los NM híbridos, el equipo de investigación fabricó micrófonos y altavoces NM conectables por la piel, que serían discretos en apariencia debido a su excelente transparencia y capacidad de contacto conforme. Estos altavoces y micrófonos portátiles son finos como el papel, pero aún son capaces de realizar señales de sonido.
"El mayor avance de nuestra investigación es el desarrollo de nanomembranas híbridas ultradelgadas, transparentes y conductivas con un espesor a nanoescala, de menos de 100 nanómetros", dice el profesor Ko. "Estas excelentes propiedades ópticas, eléctricas y mecánicas de las nanomembranas permiten la demostración de un altavoz y micrófono imperceptibles y conectables a la piel".
os altavoces NM conectables por la piel funcionan emitiendo un sonido termoacústico mediante la oscilación inducida por la temperatura del aire circundante. El calentamiento periódico de Joule que ocurre cuando una corriente eléctrica pasa a través de un conductor y produce calor conduce a estas oscilaciones de temperatura. Ha atraído una atención considerable por ser un altavoz extensible, transparente y conectable a la piel.