Tkanina koja čuje otkucaje srca

Novo vlakno funkcioniše poput mikrofona - hvata govor, šuštanje lišća i cvrkut ptice - i pretvara akustične signale u električne. Utkana u tkaninu, ta vlakna mogu da detektuju čak i udarce rukama i slabe zvukove, kao što su otkucaji srca onoga ko nosi takav materijal, izjavili su naučnici u martu ove godine u časopisu Nejčer. Takvi materijali mogu da obezbede udoban, nenametljiv, čak i moderan način za praćenje funkcija tela ili pomoć kada je reč o sluhu.
Akustične tkanine postoje možda stotinama godina, ali se koriste za prigušivanje zvuka, kaže Vej Jan, naučnik koji proučava materijale na Tehnološkom univerzitetu Nanjang u Singapuru. Tkanina-mikrofon predstavlja „potpuno drugačiji koncept", kaže Jan, koji je radio na tkanini i ranije u Institutu za tehnologiju u Masačusetsu, čuvenom MIT-u.

Jan i njegove kolege bili su inspirisani ljudskom bubnom opnom. Zvučni talasi izazivaju vibracije u bubnoj opni, a spiralna šupljina koja se nalazi u unutrašnjem uhu (kohlea) pretvara te vibracije u električne signale. „Ispostavilo se da je bubna opna napravljena od vlakana", kaže Joel Fink, naučnik za materijale na MIT-u. U unutrašnjim slojevima bubne opne, vlakna kolagena emituju energiju iz centra, dok druga formiraju koncentrične prstenove. Ukrštena vlakna igraju ulogu u sluhu i izgledaju slično kao tkanine koje ljudi tkaju, naveo je Fink.

Analogno onome što se dešava u bubnoj opni, zvuk vibrira tkaninu na nanoskali. U novoj tkanini, pamučna vlakna, i druga, od čvrstog materijala zvanog tvaron, efikasno pretvaraju dolazni zvuk u vibracije. U tkaninu je utkano i jedno vlakno koje sadrži mešavinu pijezoelektričnih materijala, koji proizvode napon kada se pritisnu ili savijaju. Izvijanje i savijanje vlakana koja sadrže pijezoelektrični materijal, stvara električne signale koji se mogu poslati kroz malu ploču do uređaja koji očitava i snima napon.

„Mikrofon" tkanine je osetljiv na razne jačine zvuka, od jedva čujnih šumova u biblioteci, do buke u saobraćaju, izvestio je naučni tim, koji nastavlja da istražuje koja je obrada signala potrebna da bi se izdvojili pojedinačni zvuci u buci određenog okruženja. U kontekstu svakodnevne odeće, tkanina koja detektuje zvuk deluje neupadljivo, kaže Jan. Ona „radi" i posle deset pranja. 

Pijezoelektrični materijali imaju „ogroman potencijal", od posmatranja telesnih funkcija do praćenja postojanosti vazduhoplovnih materijala, kaže Vidžej Takur, naučnik sa škotskog Ruralnog koledža u Edinburgu, koji nije bio učesnik u ovom projektu. Ovi materijali bili su razmatrani i u kontekstu proizvodnje energije, ali, kaže on, „upotreba je ograničena malim naponima koje proizvode". 

Kao dokaz koncepta, naučni tim je „ugradio" tkaninu u košulju. Tkanina je, poput stetoskopa, omogućila da čuju otkucaje srca onoga ko je nosio košulju. „Kada se koristi na ovaj način, 'mikrofon' tkanine može da otkrije šumove i možda će jednog dana moći da pruži informacije slične ehokardiogramu", kaže Takur.

Tim takođe predviđa da bi takve tkanine mogle da doprinesu boljem sluhu i komunikaciji. „Proteklih 20 godina pokušavamo da uvedemo novi način razmišljanja o tkaninama", kaže Fink.