微小脆弱的水晶或陶瓷片將您的聲音的振動轉換為電動脈沖

如果您使用語音激活軟件 - 如iPhone的Siri或語音到文本 - 微小，脆弱的水晶或陶瓷片將您的聲音的振動轉換為電動脈沖。現在，弗吉尼亞理工大學的研究人員開發(fā)出一種定制設計材料的方法 - 柔韌，堅固，厚或薄 - 可以取代以前唯一能夠將壓力轉化為電能的材料。被稱為壓電效應。

研究負責人，大分子創(chuàng)新研究所的成員鄭曉宇說，這些材料很聰明，能夠感知壓力并監(jiān)控任何方向的影響。

我們可以定制架構，使它們更靈活，并使用它們，例如，作為能量收集設備，將它們包裹在任意曲率周圍，”他說。“我們可以讓它們變厚，輕盈，堅硬或吸收能量。”

一紙詳細介紹了團隊的工作發(fā)表在雜志上自然材料。

由于原子結構的原因，以前可用的晶體和陶瓷壓電材料只能在某些方向上工作。

由鄭氏團隊設計的3D墨水復制了水晶的自然“晶格”，但允許改變方向。可以使用厚度僅為人類頭發(fā)直徑的一小部分的UV光來印刷材料。

“這些油墨含有高度濃縮的壓電納米晶體，與紫外線敏感的凝膠粘合在一起，形成溶液 - 乳狀混合物，如熔化的水晶 - 我們使用高分辨率數字光3D打印機打印，”鄭說。

使用的可能性遠遠超出語音激活。雖然以前的壓電材料受到剛度和精細度的限制 - 需要一個潔凈的制造空間 - 新工藝的堅固性和靈活性意味著鄭和他的團隊設想將材料用作幾乎任何東西的傳感器。

他們已經證明材料在可穿戴設備中的使用，但也表明它們可以用于基礎設施和壓力和振動很重要的其他領域。

“傳統(tǒng)上，如果你想監(jiān)控一個結構的內部強度，你需要在整個結構上放置許多單獨的傳感器，每個傳感器都有許多引線和連接器，”第一作者Huachen Cui說。“在這里，結構本身就是傳感器 - 它可以監(jiān)控自己。”

“這將改變我們設計傳感器的方式，”鄭說。