Устройство, сопоставимое по возможностям восприятия звуков с кошачьим ухом, создано американскими инженерами, оно в 10 триллионов раз меньше человеческой барабанной перепонки - Гранит науки - 2018-04-09

Кошки отличаются великолепным слухом, и их чувствительность к громкости звука в три раза выше, чем у человека. Ученые Университета Кейс Вестерн Резерв (Case Western Reserve University) сделали барабанную перепонку атомарной толщины, которая способна улавливать и передавать сигналы в радиочастотном диапазоне значительно дальше, чем мы можем услышать. Но такая перепонка в десятки триллионов раз меньше в объеме и в 100 тысяч раз тоньше, чем барабанная перепонка человеческого уха. Это достижение может заложить основу для создания коммуникативных и воспринимающих устройств, работающих в более широких диапазонах при сверхнизких затратах энергии. «Прием и передача информации – ключевые понятия в нашем соединенном мире», отметил в сообщении университета один из создателей нанорезонатора и автор статьи в журнале Science Advances электроинженер Филип Фэн (Philip Feng). По его словам, «в последние десятилетия мы находимся на связи друг с другом благодаря миниатюризированным устройствам и системам, и мы вынуждены еще больше уменьшать размеры этих устройств». Причем эта миниатюризация должна сопровождаться расширением динамического диапазона опознавания для таких сигналов как звук, вибрация и радиоволны. Нужны также приемники-трансдукторы, которые могут улавливать сигналы без потери или искажения информации как на верхнем, так и на нижнем пороге чувствительности и при непрерывном маскирующем шуме. И хотя работа Фэна с коллегами не имеет непосредственного приложения в какому-либо уже коммерциализированному устройству, она обеспечит необходимыми измерениями будущие преобразователи-трансдукторы.

На сегодняшний день авторам удалось показать, что некоторые максимально миниатюризированные резонаторы электромеханических барабанных перепонок атомарного уровня обеспечивают в высшей степени широкий динамический диапазон вплоть до 100 децибел при радиочастоте до 120 мегагерц. Это сопоставимо с возможностями человеческого уха в диапазоне звуковых частот. Созданный Фэном и его соавторами нанорезонатор представляет собой «сэндвич» из пленки полупроводника дисульфида молибдена и кремниевой подложки, покрытой нанометровыми лунками. При подсветке лунок лазером или пропускании через них электрического тока полупроводниковая пленка начинает колебаться с большой частотой, чутко реагируя на внешние вибрации, в том числе звуковые. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».