MIT: Δημιουργήθηκαν τα πρώτα υφάσματα που… «ακούν» – Πως λειτουργούν;

Τα πρώτα ακουστικά υφάσματα – μικρόφωνα που ακούνε, δημιούργησαν ερευνητές του Πανεπιστημίου ΜΙΤ στις ΗΠΑ τα οποία, χάρη σε ειδικές ίνες, είναι ικανά να ανιχνεύουν αποτελεσματικά τους ήχους του περιβάλλοντος, από τους δυνατούς σε ένα δρόμο με πολλή κίνηση μέχρι τους σιγανούς ήχους μέσα σε ένα αναγνωστήριο βιβλιοθήκης.

Τα συγκεκριμένα υφάσματα, θα μπορούν να ηχογραφούν τους ήχους που ακούνε και μετά να τους αναπαράγουν μέσω ακουστικών δονήσεων, τις οποίες μπορεί να ακούσει πλέον ένα δεύτερο ακουστικό ύφασμα.

Άρα δηλαδή, με τον συγκεκριμένο τρόπο, δύο τέτοια υφάσματα μπορούν να επικοινωνήσουν μεταξύ τους.

Εμπνευσμένα από το πολύπλοκο σύστημα της ακοής στο ανθρώπινο αυτί, αυτά τα υφάσματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για αμφίπλευρη επικοινωνία και για πολλαπλές πρακτικές εφαρμογές π.χ. στο πεδίο της ασφάλειας/κατασκοπείας και της βιοϊατρικής, όπως για την κατευθυνόμενη ακρόαση ενός «στόχου» ή για την παρακολούθηση των χτύπων της καρδιάς είτε ενός μωρού είτε ενός ενήλικα.

Οι ερευνητές, οι οποίοι έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Nature», ανέφεραν ότι το νέο εύκαμπτο ύφασμα που (κρυφ)ακούει, λειτουργεί ως ένα ευαίσθητο μικρόφωνο.

Η τεχνολογία αντλεί έμπνευση από την πολύπλοκη δομή του αυτιού, στο οποίο τα κύματα ήχου μετατρέπονται από τη μεμβράνη του τυμπάνου σε μηχανικές δονήσεις και μετά αυτές ταξιδεύουν στον κοχλία, όπου μετατρέπονται σε ηλεκτρικά σήματα.

Με την ίδια λογική, το ύφασμα διαθέτει ειδικές πιεζοηλεκτρικές ίνες, οι οποίες μπορούν αρχικά να μετατρέψουν την πίεση των ηχητικών κυμάτων σε μηχανικές δονήσεις και στη συνέχεια τις τελευταίες σε ηλεκτρικά σήματα.

Μία και μόνο τέτοια λεπτή ίνα, που φθάνει σε μήκος τα 40 μέτρα, ενσωματωμένη στο ύφασμα είναι ικανή να δημιουργήσει δεκάδες τετραγωνικά μέτρα «υφασμάτινου» μικροφώνου ικανού να ανιχνεύσει αδύναμα ακουστικά σήματα, όπως την ανθρώπινη ομιλία.

Το ύφασμα μπορεί να πλυθεί στο πλυντήριο χωρίς πρόβλημα, κάτι που του προσδίδει έξτρα δυνατότητα για εφαρμογές στην πράξη.

Οι ερευνητές ήδη έδειξαν μέσω πειραμάτων τρεις τέτοιες εφαρμογές: τη δυνατότητα του υφάσματος-ωτακουστή να ανιχνεύει την κατεύθυνση από την οποία ακούγεται ένας ήχος όπως τα παλαμάκια ή ένας πυροβολισμός, τη διευκόλυνση της αμφίδρομης επικοινωνίας ανάμεσα σε δύο άτομα με προβλήματα ακοής που φορούν το συγκεκριμένο ύφασμα, καθώς και την παρακολούθηση της καρδιάς, όταν το ύφασμα αυτό αγγίζει το δέρμα οπότε «πιάνει» τους παλμούς της.

«Φορώντας ένα τέτοιο ακουστικό ρούχο, μπορεί κανείς να μιλάει μέσω αυτού για να απαντήσει τις τηλεφωνικές κλήσεις και να επικοινωνήσει με τους άλλους. Επιπροσθέτως, το ύφασμα μπορεί να βρίσκεται σε άμεση διεπαφή με το ανθρώπινο δέρμα, επιτρέποντας σε όποιον το φοράει, να παρακολουθεί την καρδιακή και αναπνευστική κατάστασή του με άνετο και συνεχή τρόπο σε πραγματικό χρόνο», δήλωσε ο κύριος ερευνητής Γουέι Γιαν.

«Θα μπορούσε επίσης το ύφασμα να ενσωματωθεί σε κτίρια για να ανιχνεύει ρωγμές, στην εξωτερική επιφάνεια διαστημοσυσκευών για να ανιχνεύει τη διαστημική σκόνη ή σε ένα έξυπνο δίχτυ για να παρακολουθεί τα ψάρια στον ωκεανό. Το ύφασμα ανοίγει μια ευρεία γκάμα ευκαιριών», πρόσθεσε.

Στην ερευνητική ομάδα, η οποία χρηματοδοτήθηκε από το Γραφείο Ερευνών του Στρατού των ΗΠΑ, λόγω των δυνητικών στρατιωτικών εφαρμογών της νέας τεχνολογίας, συμμετείχε και ο Ελληνοαμερικανός καθηγητής φυσικής Τζον Ιωαννόπουλος, διευθυντής από το 2006 του Ινστιτούτου Στρατιωτικών Νανοτεχνολογιών του ΜΙΤ.