Sebbene gli apparecchi acustici semplifichino la vita a molte persone, la durata limitata della batteria può essere problematica. Gli scienziati hanno iniziato ad affrontare questa lacuna, progettando un apparecchio acustico che non richiede batterie.
Attualmente in fase di sviluppo presso la Huazhong University of Science and Technology in Cina, il prototipo del dispositivo incorpora un materiale spugnoso con qualità sia piezoelettriche che triboelettriche.
MEMO – I materiali piezoelettrici producono una corrente elettrica quando sottoposti a stress meccanico, mentre i dispositivi triboelettrici generano una carica elettrica in un materiale permettendogli di entrare e uscire dal contatto con un altro materiale.
Come è fatto l’apparecchio acustico “infinito”?
Gli scienziati hanno creato, come detto, un materiale piezo-triboelettrico. Lo hanno fatto rivestendo nanoparticelle di titanato di bario con biossido di silicio. In secondo luogo, hanno mescolato queste particelle in un polimero conduttivo liquido, poi ancora essiccando la miscela ottenuta in una membrana sottile e flessibile. Infine, hanno usato una soluzione alcalina per dissolvere i gusci di biossido di silicio delle nanoparticelle, lasciando queste nanoparticelle libere di “fluttuare” all’interno della matrice polimerica. Come hanno fatto poi ad ottenere un apparecchio acustico?
Dopo che la membrana è stata inserita tra due sottili griglie metalliche, il team l’ha sottoposta a onde sonore. Queste onde hanno fatto vibrare l’intera membrana avanti e indietro, generando una corrente elettrica tramite l’effetto piezoelettrico. Inoltre, mentre le nanoparticelle rimbalzavano sulle pareti delle loro camere polimeriche cave, i ricercatori hanno generato una carica triboelettrica, che aumentava la potenza elettrica totale della membrana del 55% rispetto a quanto sarebbe stato possibile tramite la sola piezoelettricità.
Risultato? Nessuna batteria. Il dispositivo si alimenta da solo.
Il team ha testato l’apparecchio acustico montandolo all’interno di un modello in scala di un orecchio umano, quindi riproducendo la musica in quel modello. Quando il team ha convertito i segnali elettrici prodotti dal prototipo in un file audio digitale, il risultato è stato molto simile alla musica originale.
Ulteriori test hanno indicato che l’apparecchio acustico è sensibile a un’ampia gamma di suoni, per cui dovrebbe essere in grado di rilevare la maggior parte delle voci e altri suoni nella gamma dell’udito umano. Un articolo sulla ricerca, condotto da Yunming Wang, è stato recentemente pubblicato sulla rivista ACS Nano.
