Algunas personas nacen con pérdida de audición, mientras que otras la adquieren con la edad, infecciones o exposiciones prolongadas al ruido. En muchos casos, los diminutos pelos de la cóclea del oído interno que permiten al cerebro reconocer los impulsos eléctricos como sonido están dañados. Como paso hacia una cóclea artificial avanzada, los investigadores de ACS Nano informan de una membrana conductora que traduce las ondas sonoras en señales eléctricas correspondientes cuando se implanta en el interior de un modelo de oído, sin necesidad de energía externa. El artículo "Acoustic Core-Shell Resonance Harvester for Application of Artificial Cochlea Based on the Piezo-Triboelectric Effect" se publica en ACS NANO.
Cuando las células ciliadas del oído interno dejan de funcionar, no hay forma de revertir el daño. Actualmente, el tratamiento se limita a los audífonos o a los implantes cocleares. Pero estos dispositivos requieren fuentes de energía externas y pueden tener dificultades para amplificar el habla correctamente para que sea entendida por el usuario.
Una posible solución es simular los pelos cocleares sanos, convirtiendo el ruido en las señales eléctricas que procesa el cerebro como sonidos reconocibles. Para lograrlo, los investigadores anteriores han probado con materiales piezoeléctricos autoalimentados, que se cargan al ser comprimidos por la presión que acompaña a las ondas sonoras, y con materiales triboeléctricos, que producen fricción y electricidad estática al ser movidos por estas ondas. Sin embargo, estos dispositivos no son fáciles de fabricar y no producen suficientes señales en las frecuencias del habla humana.
Por eso, Yunming Wang y sus colegas querían encontrar una forma sencilla de fabricar un material que utilizara tanto la compresión como la fricción para crear un dispositivo de detección acústica con una gran eficacia y sensibilidad en una amplia gama de frecuencias de audio. Para crear un material piezo-triboeléctrico, los investigadores mezclaron nanopartículas de titanato de bario recubiertas de dióxido de silicio en un polímero conductor, que secaron hasta formar una película fina y flexible. A continuación, eliminaron las capas de dióxido de silicio con una solución alcalina. Este paso dejó una membrana similar a una esponja con espacios alrededor de las nanopartículas, lo que les permite desplazarse cuando son golpeadas por las ondas sonoras.
En las pruebas, los investigadores demostraron que el contacto entre las nanopartículas y el polímero aumentaba la producción eléctrica de la membrana en un 55% en comparación con el polímero prístino. Cuando intercalaron la membrana entre dos finas rejillas metálicas, el dispositivo de detección acústica produjo una señal eléctrica máxima a 170 hercios, una frecuencia dentro del rango de la voz de la mayoría de los adultos. Por último, los investigadores implantaron el dispositivo dentro de un modelo de oído y reprodujeron un archivo de música. Grabaron la salida eléctrica y la convirtieron en un nuevo archivo de audio, que mostraba una gran similitud con la versión original. Los investigadores afirman que su dispositivo autoalimentado es sensible a la amplia gama acústica necesaria para escuchar la mayoría de los sonidos y voces.
Para más información, visite:
[This is automatically translated from English]