Fleksibel enhed kan behandle høretab uden batterier

Nogle mennesker er født med høretab, mens andre får det med alder, infektioner eller langvarig støjeksponering. I mange tilfælde beskadiges de små hår i det indre øres cochlea, som gør det muligt for hjernen at genkende elektriske impulser som lyd. Som et skridt i retning af et avanceret kunstigt cochlea har forskere i ACS Nano rapportere en ledende membran, som oversatte lydbølger til matchende elektriske signaler, når de blev implanteret inde i et modeløre, uden at kræve ekstern strøm.

Når hårcellerne inde i det indre øre holder op med at virke, er der ingen måde at vende skaden på. I øjeblikket er behandlingen begrænset til høreapparater eller cochleaimplantater. Men disse enheder kræver eksterne strømkilder og kan have svært ved at forstærke tale korrekt, så det forstås af brugeren. En mulig løsning er at simulere sunde cochlear-hår, der konverterer støj til de elektriske signaler, der behandles af hjernen som genkendelige lyde. For at opnå dette har tidligere forskere prøvet selvdrevne piezoelektriske materialer, som bliver opladet, når de komprimeres af trykket, der ledsager lydbølger, og triboelektriske materialer, som producerer friktion og statisk elektricitet, når de bevæges af disse bølger. Enhederne er dog ikke nemme at lave og producerer ikke nok signal på tværs af de frekvenser, der er involveret i menneskelig tale. Så Yunming Wang og kolleger ønskede en enkel måde at fremstille et materiale, der brugte både kompression og friktion til en akustisk sensorenhed med høj effektivitet og følsomhed over en bred vifte af lydfrekvenser

For at skabe et piezo-triboelektrisk materiale blandede forskerne bariumtitanat-nanopartikler belagt med siliciumdioxid til en ledende polymer, som de tørrede til en tynd, fleksibel film. Dernæst fjernede de siliciumdioxidskallerne med en alkalisk opløsning. Dette trin efterlod en svampelignende membran med mellemrum omkring nanopartiklerne, så de kan skubbe rundt, når de rammes af lydbølger. I test viste forskerne, at kontakt mellem nanopartikler og polymer øgede membranens elektriske output med 55 % sammenlignet med den uberørte polymer. Da de lagde membranen mellem to tynde metalgitre, producerede den akustiske sensor et maksimalt elektrisk signal på 170 hertz, en frekvens inden for rækkevidden af ​​de fleste voksnes stemmer. Til sidst implanterede forskerne enheden i et modeløre og afspillede en musikfil. De optog det elektriske output og konverterede det til en ny lydfil, som viste en stærk lighed med den originale version. Forskerne siger, at deres selvdrevne enhed er følsom over for det brede akustiske område, der er nødvendigt for at høre de fleste lyde og stemmer. + Udforsk yderligere

Brug af lys i stedet for elektricitet i cochleaimplantater