Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Thiết kế cảm biến âm thanh màng nền cochlea sinh học cho độ chọn lọc tần số dựa trên máy phát điện nano triêu điện phim
Tóm tắt
Suy giảm thính lực thần kinh dẫn đầu danh sách các bệnh gây đau khổ nhất do đặc tính mãn tính, gây áp lực tinh thần và tàn tật của nó, ảnh hưởng đến mọi nhóm tuổi, từ trẻ sơ sinh đến người già. Thiết kế công nghệ lạc hậu cũng như sự phụ thuộc vào nguồn năng lượng bên ngoài của các thiết bị cấy ghép ốc tai truyền thống gây khó khăn cho bệnh nhân và hạn chế việc áp dụng rộng rãi hơn, thúc đẩy các nhà nghiên cứu tìm kiếm cải tiến căn bản. Trong bài báo này, chúng tôi đã đề xuất thành công một cảm biến âm thanh màng nền cochlea sinh học mới kết hợp với máy phát điện nano triêu điện. Bằng cách phân phối chín điện cực bạc theo hình thang trên hai màng polytetrafluoroethylene, thiết bị này đã hoàn thành chức năng chọn lọc tần số cao, với tần số dao động từ 20 đến 3000 Hz. Thiết bị này được cho là có khả năng phát hiện tốt hơn với sự gia tăng số lượng điện cực, liên quan đến màng nền thực tế trong ốc tai. Bên cạnh đó, thiết bị được chế tạo có thể được cấp nguồn một phần thông qua việc hấp thụ năng lượng rung động do âm thanh mang lại, điều này cực kỳ thuận lợi cho người sử dụng tiềm năng. Do đó, hệ thống sinh học tỉ mỉ này cung cấp một góc nhìn đổi mới để giải quyết vấn đề suy giảm thính lực thần kinh.
Từ khóa
#suy giảm thính lực thần kinh #cảm biến âm thanh #màng nền cochlea #máy phát điện nano triêu điện #độ chọn lọc tần sốTài liệu tham khảo
Bokemeyer B, Berger CC, Hartmann JT, Kollmannsberger C, Schmoll HJ, Kuczyk MA, Kanz L (1998) Analysis of risk factors for cisplatin-induced ototoxicity in patients with testicular cancer. Br J Cancer 160:1355–1362
Chung JH, Roches CMD, Meunier J, Eavey RD (2005) Evaluation of noise-induced hearing loss in young people using a web-based survey technique. Pediatrics 115:861
Finitzo T, Albright K, O'Neal J (1998) The newborn with hearing loss: detection in the nursery. Pediatrics 102:1452–1460
Ising H, Kruppa B (2004) Health effects caused by noise: evidence in the literature from the past 25 years. Noise & Health 6:5
Probst R, Lonsburymartin BL, Martin GK (1991) A review of otoacoustic emissions. J Acoust Soc Am 89:2027–2067
Mattox DE, Simmons FB (1977) Natural history of sudden sensorineural hearing loss. Ann Oto Rhinol Laryn 86:463
Bess FH, Doddmurphy J, Parker RA (1998) Children with minimal sensorineural hearing loss: prevalence, educational performance, and functional status. Ear Hear 19:339–354
Kemp DT (1978) Stimulated acoustic emissions from within the human auditory system. J Acoust Soc Am 64:1386–1391
Greenwood DD (1990) A cochlear frequency-position function for several species--29 years later. J Acoust Soc Am 87:2592
Nadol JB (1997) Patterns of neural degeneration in the human cochlea and auditory nerve: implications for cochlear implantation. Otolaryng Head Neck 117:220–228
Xu J, Xu SA, Cohen LT, Clark GM (2000) Cochlear view: postoperative radiography for cochlear implantation. Am J Otolaryng 21:49
Wilson BS, Dorman MF (2008) Cochlear implants: a remarkable past and a brilliant future. Hearing Res 242:3
Shintaku H, Nakagawa T, Dai K, Tanujaya H, Kawano S, Ito J (2010) Development of piezoelectric acoustic sensor with frequency selectivity for artificial cochlea. Sensor Actuat A-Phys 158:183–192
Inaoka T, Shintaku H, Nakagawa T, Kawano S, Ogita H, Sakamoto T, Hamanishi S, Wada H, Ito J (2011) Piezoelectric materials mimic the function of the cochlear sensory epithelium. P Natl Acad Sci USA 108:18390–18395
Geon-Tae H, Myunghwan B, Kyu JC, Keon Jae L (2015) Flexible piezoelectric thin-film energy harvesters and nanosensors for biomedical applications. Adv Healthc Mater 4:646–658
Shintaku H, Kobayashi T, Zusho K, Kotera H, Kawano S (2013) Wide-range frequency selectivity in an acoustic sensor fabricated using a microbeam array with non-uniform thickness. J Micromech Microeng 23:5014
Zhu G, Peng B, Chen J, Jing Q, Lin Wang Z (2015) Triboelectric nanogenerators as a new energy technology: from fundamentals, devices, to applications. Nano Energy 14:126–138
Pu X, Hu W, Wang ZL (2018) Toward wearable self-charging power systems: the integration of energy-harvesting and storage devices. Small 14:1702817
Wang ZL (2013) Triboelectric nanogenerators as new energy technology for self-powered systems and as active mechanical and chemical sensors. ACS Nano 7:9533
Ahmed A, Saadatnia Z, Hassan I, Zi Y, Xi Y, He X, Zu J, Wang ZL (2017) Self-powered wireless sensor node enabled by a duck-shaped Triboelectric nanogenerator for harvesting water wave energy. Adv Energy Mater 7:1601705
Yu A, Pu X, Wen R, Liu M, Zhou T, Zhang K, Zhang Y, Zhai J, Hu W, Wang ZL (2017) Core-Shell-yarn-based triboelectric nanogenerator textiles as power cloths. ACS Nano 11:12764–12771
Xie Y, Wang S, Niu S, Lin L, Jing Q, Yang J, Wu Z, Wang ZL (2014) Grating-structured freestanding triboelectric-layer nanogenerator for harvesting mechanical energy at 85% total conversion efficiency. Adv Mater 26:6599–6607
Wang S, Wang ZL, Yang Y (2016) A one-structure-based hybridized nanogenerator for scavenging mechanical and thermal energies by triboelectric-piezoelectric-pyroelectric effects. Adv Mater 28:2881–2887
Zi Y, Wang ZL (2017) Nanogenerators: an emerging technology towards nanoenergy. Apl Mater 5:82–458
Chen J, Wang ZL (2017) Reviving vibration energy harvesting and self-powered sensing by a triboelectric nanogenerator. Joule 1:480–521
Yang J, Chen J, Liu Y, Yang W, Su Y, Wang ZL (2014) Triboelectrification-based organic film nanogenerator for acoustic energy harvesting and self-powered active acoustic sensing. ACS Nano 8:2649–2657
Ruggero MA (1992) Responses to sound of the basilar membrane of the mammalian cochlea. Curr Opin Neurobiol 2:449–456
Hudspeth AJ (1983) Mechanoelectrical transduction by hair cells in the acousticolateralis sensory system. Annu Rev Neurosci 6:187
Yates GK (1995) Cochlear structure and function, pp 41–74
Davis H (1965) A model for transducer action in the cochlea. Cold Spring Harb Sym 30:181
Zwicker E (1961) Subdivision of the audible frequency range into critical bands (Frequenzgruppen). J Acoust Soc Am 33:248–248
Wang ZL, Chen J, Lin L (2015) Progress in triboelectric nanogenerators as a new energy technology and self-powered sensors. Energy Environ Sci 8:2250–2282
Wang ZL (2014) Triboelectric nanogenerators as new energy technology and self-powered sensors - principles, problems and perspectives. Faraday Discuss 176:447–458