有些人天生就有聽力損失，而另一些人則是隨著年齡、感染或長期接觸噪音而獲得的。在許多情況下，內(nèi)耳耳蝸中的細毛使大腦能夠?qū)㈦娒}沖識別為聲音。作為邁向先進人工耳蝸的一步，ACS Nano 的研究人員報告了一種導電膜，當植入模型耳朵內(nèi)時，它可以將聲波轉(zhuǎn)換為匹配的電信號，而無需外部電源。
當內(nèi)耳內(nèi)的毛細胞停止工作時，就無法逆轉(zhuǎn)這種損傷。目前，治療僅限于助聽器或人工耳蝸。但是這些設備需要外部電源，并且很難正確放大語音以便用戶理解。一種可能的解決方案是模擬健康的耳蝸毛發(fā)，將噪聲轉(zhuǎn)換為由大腦處理為可識別聲音的電信號。為了實現(xiàn)這一點，以前的研究人員嘗試過自供電壓電材料，當它們被聲波伴隨的壓力壓縮時會帶電，而摩擦電材料在這些聲波移動時會產(chǎn)生摩擦和靜電。然而，這些設備并不容易制造，并且不能在人類語音所涉及的頻率上產(chǎn)生足夠的信號。
為了制造壓電摩擦電材料，研究人員將涂有二氧化硅的鈦酸鋇納米粒子混合到導電聚合物中，然后將其干燥成薄而柔韌的薄膜。接下來，他們用堿性溶液去除二氧化硅殼。這一步留下了一個海綿狀的膜，納米粒子周圍有空間，當它們被聲波擊中時，它們可以擠在一起。在測試中，研究人員表明，與原始聚合物相比，納米顆粒和聚合物之間的接觸使膜的電輸出增加了 55%。當他們將薄膜夾在兩個薄金屬網(wǎng)格之間時，聲學傳感裝置產(chǎn)生了 170 赫茲的最大電信號，這個頻率在大多數(shù)成年人的聲音范圍內(nèi)。最后，研究人員將該設備植入模型耳內(nèi)并播放音樂文件。他們記錄了電輸出并將其轉(zhuǎn)換為新的音頻文件，該文件與原始版本具有很強的相似性。研究人員表示，他們的自供電設備對聽到大多數(shù)聲音和聲音所需的廣泛聲學范圍很敏感。
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