AFM: датчик из кремниевого метаматериала питается звуком и не требует батарей

Ученые из Швейцарской высшей технической школы (ETH) в Цюрихе разработали сенсор без батареек, реагирующих на звуковые волны. Исследование опубликовано в научном журнале Advanced Functional Materials (AFM). "Датчик работает чисто механически и не требует внешнего источника энергии. Он просто использует вибрационную энергию, содержащуюся в звуковых волнах", — объяснил один из соавторов изобретения Йохан Робертссон. Устройство состоит из метаматериала на основе кремния. Его свойства связаны с особой структурой. С помощью компьютерного моделирования и алгоритмов исследователи создали решетку одинаковых пластин-резонаторов, соединенных крошечными стержнями. Они действуют как пружины, сжимаясь под действием звуковых волн определенной силы. Вибрации датчика генерируют крошечные электрические импульсы, приводящие в действие его электронные компоненты. Исследователи видят множество потенциальных применений для своей безбатарейной разработки со звуковым питанием. Его можно использовать для мониторинга землетрясений и зданий, регистрируя, например, особый звук, исходящий от трещин в фундаменте здания. Или он может обнаружить шипение, вызванное выходом газа, и вызвать тревогу. Также прибор можно использовать в медицине, снабжая им слуховые импланты и применяя для непрерывного измерения глазного давления. Ученые стремятся выпустить твердотельный прототип датчика к 2027 году. Новые версии должны уметь различать до 12 различных слов, включая стандартные команды, такие как "включено", "выключено", "вверх" и "вниз". По сравнению с прототипом размером с ладонь, инженеры планируют, что новые версии будут размером с ноготь или меньше.