Während Hörgeräte vielen Menschen das Leben erleichtern, kann eine begrenzte Batterielebensdauer problematisch sein. Wissenschaftler haben damit begonnen, diese Lücke zu schließen, indem sie ein Hörgerät entwickelt haben, das keine Batterien benötigt.
Derzeit in Entwicklung an der Huazhong Universität für Wissenschaft und Technologie in China enthält der Prototyp des Geräts ein schwammiges Material mit piezoelektrischen und triboelektrischen Eigenschaften.
MEMO - Die Materialien piezoelektrische erzeugen bei mechanischer Belastung einen elektrischen Strom, während die Geräte Triboelektrik erzeugen eine elektrische Ladung in einem Material, die es ihm ermöglicht, mit einem anderen Material in Kontakt zu treten und es zu verlassen.
Wie wird das „unendliche“ Hörgerät hergestellt?
Wissenschaftler haben, wie erwähnt, ein piezo-triboelektrisches Material geschaffen. Sie taten dies, indem sie Bariumtitanat-Nanopartikel mit Siliziumdioxid beschichteten. Zweitens mischten sie diese Partikel in ein flüssiges leitfähiges Polymer und trockneten die resultierende Mischung dann erneut zu einer dünnen, flexiblen Membran. Schließlich verwendeten sie eine alkalische Lösung, um die Siliziumdioxidhüllen der Nanopartikel aufzulösen, sodass diese Nanopartikel frei in der Matrix „schweben“ konnten. Polymer. Wie kamen sie dann zu einem Hörgerät?
Nachdem die Membran zwischen zwei dünne Metallgitter gelegt worden war, setzte das Team sie Schallwellen aus. Diese Wellen ließen die gesamte Membran hin und her schwingen und erzeugten über den piezoelektrischen Effekt einen elektrischen Strom. Darüber hinaus erzeugten die Forscher beim Abprallen der Nanopartikel von den Wänden ihrer hohlen Polymerkammern eine triboelektrische Ladung, die die elektrische Gesamtleistung der Membran um 55% erhöhte, verglichen mit dem, was mit Piezoelektrizität allein möglich gewesen wäre.
Ergebnis? Keine Batterie. Das Gerät versorgt sich selbst mit Strom.
Das Team testete das Hörgerät, indem es in ein maßstabsgetreues Modell eines menschlichen Ohrs montiert und dann die Musik in diesem Modell abgespielt wurde. Als das Team die vom Prototyp erzeugten elektrischen Signale in eine digitale Audiodatei umwandelte, war das Ergebnis der Originalmusik sehr ähnlich.
Weitere Tests ergaben, dass das Hörgerät für eine Vielzahl von Geräuschen empfindlich ist, sodass es in der Lage sein sollte, die meisten Stimmen und andere Geräusche im Bereich des menschlichen Gehörs zu erkennen. Ein Artikel über die von Yunming Wang geleitete Forschung wurde kürzlich veröffentlicht im ACS Nano Magazin.
