جهاز مرن يعالج فقدان السمع بدون بطاريات

يولد بعض الأشخاص فاقدي السمع، بينما يكتسبه الآخرون مع تقدم العمر أو لنتيجة العدوى أو التعرض للضوضاء على المدى الطويل. في كثير من الحالات، تتضرر الشعيرات الدقيقة الموجودة في قوقعة الأذن الداخلية التي تسمح للدماغ بالتعرف على النبضات الكهربائية على أنها صوت تالف. كخطوة نحو قوقعة صناعية متقدمة، أبلغ الباحثون في ACS Nano عن وجود غشاء موصل، يترجم الموجات الصوتية إلى إشارات كهربائية مطابقة عند زرعها داخل أذن نموذجية، دون الحاجة إلى طاقة خارجية.

عندما تتوقف خلايا الشعر الموجودة داخل الأذن الداخلية عن العمل، لا توجد طريقة لعلاج الضرر. في الوقت الحالي، يقتصر العلاج على المعينات السمعية أو زراعة القوقعة الصناعية. لكن هذه الأجهزة تتطلب مصادر طاقة خارجية ويمكن أن تواجه صعوبة في تضخيم الكلام بشكل صحيح حتى يفهمه المستخدم. أحد الحلول الممكنة هو محاكاة شعر القوقعة الصحي، وتحويل الضوضاء إلى إشارات كهربائية يعالجها الدماغ كأصوات يمكن التعرف عليها. لتحقيق ذلك، حاول باحثون سابقون استخدام مواد كهرضغطية تعمل بالطاقة الذاتية، والتي تصبح مشحونة عندما يتم ضغطها بالضغط المصاحب للموجات الصوتية، والمواد الكهربائية الاحتكاكية، التي تنتج الاحتكاك والكهرباء الساكنة عند تحريكها بواسطة هذه الموجات. ومع ذلك، فإن الأجهزة ليست سهلة الصنع ولاتنتج إشارة كافية عبر الترددات المتضمنة في الكلام البشري. لذلك ، أراد يونمينج وانج وزملاؤه طريقة بسيطة لتصنيع مادة تستخدم الضغط والاحتكاك لجهاز استشعار صوتي بكفاءة عالية وحساسية عبر نطاق واسع من الترددات الصوتية.

لإنشاء مادة كهروضوئية، قام الباحثون بخلط جزيئات تيتانيات الباريوم النانوية المغلفة بثاني أكسيد السيليكون في بوليمر موصل، ثم قاموا بتجفيفها في فيلم رقيق ومرن. بعد ذلك، إزالة قذائف ثاني أكسيد السيليكون بمحلول قلوي. تركت هذه الخطوة وراءها غشاءًا يشبه الإسفنج به فراغات حول الجسيمات النانوية، مما يسمح لها بالتجول عند اصطدامها بالموجات الصوتية. في الاختبارات، أظهر الباحثون أن التلامس بين الجسيمات النانوية و البوليمر زاد من الناتج الكهربائي للغشاء بنسبة 55٪ مقارنة بالبوليمر الأصلي. عندما حاصروا الغشاء بين شبكتين معدنيتين رفيعتين، أنتج جهاز الاستشعار الصوتي إشارة كهربائية قصوى عند 170 هرتز، وهو تردد في نطاق أصوات معظم البالغين. أخيرا، قام الباحثون بزرع الجهاز داخل أذن نموذجية وتشغيل م موسيقى. قاموا بتسجيل المخرجات الكهربائية وتحويلها إلى مقطع صوتي جديد، مما أظهر تشابهًا قويًا مع الإصدار الأصلي. يقول الباحثون إن أجهزتهم التي تعمل بالطاقة الذاتية حساسة للنطاق الصوتي الواسع اللازم لسماع معظم الأصوات والأصوات.

المصدر: مترجم بتصرف من موقع nano-magazine.كوم