Ultradünnes Gerät macht Flagge zum Lautsprecher
Neuer Ferroelektret-Nanogenerator kann aber auch ein Mikrofon sein
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Nelson Sepulveda: Seine Fahne im Hintergrund musiziert (Foto: msu.edu) |
East Lansing (pte022/18.05.2017/11:30) Musik könnte bald aus den unscheinbarsten Gegenständen erschallen, wie eine neue Entwicklung von Nelson Sepulveda von der Michigan State University http://msu.edu und seinem Team verspricht. Im Vorjahr haben die Forscher bereits eine hauchdünne Computertastatur präsentiert - nun haben sie erkannt, dass sich die Technologie auch für das Erkennen und Abspielen von Geräuschen eignet.
"Das ist der erste Energieumwandler, der ultradünn, flexibel, skalierbar und bidirektional ist. Das bedeutet, dass er mechanische Energie in elektrische Energie und elektrische Energie in mechanische Energie umwandeln kann", erklärt Sepulveda. Die Technologie dahinter nennt sich Ferroelektret-Nanogenerator (FENG).
Energie wird umgewandelt
Während bei der Computertastatur die mechanische Energie in Form des Fingerdrucks in elektrische Energie umgewandelt wurde, sind es beim Mikrofon die Vibrationen der Schallwellen, die zu elektrischer Energie werden. Der Lautsprecher funktioniert genau umgekehrt und wird zuerst mit elektrischer Energie versorgt - über ein iPad und einen Verstärker wurde Musik in die Flagge "gepumpt" - und dann in mechanische Energie in Form von Schallwellen umgewandelt.
Sepulveda und sein Kollege Wei Li können sich gut vorstellen, dass eines Tages faltbare Lautsprecher statt großer Boxen verwendet werden, die einfach nach Bedarf auf die Wand geklebt werden. "Oder stell' dir eine Zeitung vor, wo die einzelnen Seiten Mikrofone und Lautsprecher sind. Du könntest eine sprachgesteuerte Zeitung haben, die mit dir spricht." Das Mikrofon sei aber auch für Sicherheitsanwendungen nutzbar: "Das Gerät ist so sensibel gegenüber Vibrationen, dass es die Frequenzkomponenten deiner Stimme auffängt", meint Sepulveda, sodass die eigene Stimme zum Passwort für den PC werden kann.
Umweltfreundliche Komponenten
Grundmaterial für einen FENG ist ein Silizium-Wafer, der mit verschiedenen dünnen Schichten aus umweltfreundlichen Substanzen versehen wird, darunter Silber, Polyimid und Polypropylen-Ferroelektret. Ionen werden zu jeder Schicht hinzugefügt, sodass das Gerät geladene Partikel enthält. Elektrische Energie entsteht dann, wenn das Gerät durch menschliche Bewegungen oder mechanische Energie zusammengedrückt wird.
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