เมื่อเสื้อผ้าฟังเสียงหัวใจคุณได้

ภาพโดย wayhomestudio จากเวปไซต์ freepik

เมื่อกลางเดือนมีนาคม พ.ศ. 2565 ได้มีการเผยแพร่งานวิจัยในวารสารวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ  ออนไลน์ เกี่ยวกับการทดลองผลิตเส้นใยพิเศษที่สามารถเปลี่ยนเสียงเป็นสัญญานไฟฟ้าได้ ทำหน้าที่คล้ายกับไมโครโฟน สามารถนำเส้นใยพิเศษนี้มาทักทอร่วมกับเส้นใยอื่น ๆ ได้เป็นสิ่งทอที่มีคุณลักษณะเช่นเดียวกับผ้าทั่วไป มีความทนทาน สามารถซักทำความสะอาดได้ถึง 10 ครั้ง และยังสามารถฟังเสียงหัวใจของคุณเพื่อวินิจฉัยทางการแพทย์ได้อีกด้วย

นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุศาสตร์ เว่ย เอี๋ยน (Wei Yan) และทีมวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (Massachusetts Institute of Technology หรือ MIT) ประเทศสหรัฐอเมริกา อาศัยหลักการการทำงานของแก้วหูของคน ซึ่งตามปกติแก้วหูจะทำหน้าที่รับและส่งต่อการสั่นสะเทือนของอากาศจากเสียงไปที่อวัยวะ ที่เรียกว่า คอเคลีย (Cochlea) ซึ่งเปลี่ยนเป็นสัญญานไฟฟ้า และส่งต่อไปที่ระบบเส้นประสาทและสมองของเราทำให้ได้ยินเสียง

หนึ่งในองค์ประกอบสำคัญของแก้วหู คือ เส้นใยคอลาเจนที่มีความยืดหยุ่นสูง เป็นตัวกลางให้เสียงเดินทางผ่านที่ดี เว่ย เอี๋ยน จึงได้นำเส้นใยฝ้ายมาทอร่วมกับเส้นใยสังเคราะห์พาราอะรามิด (Para-aramid) ซึ่งมีคุณสมบัติแข็งแรง ทนทาน และสามารถส่งต่อการสั่นได้อย่างมีประสิทธิภาพ และแทรกเส้นใยพิเศษหนึ่งเส้นที่มีคุณสมบัติเป็นวัสดุเพียโซอิเล็กทริก (Piezoelectric) ที่สามารถเปลี่ยนพลังงานกล จากการกด การบิด การสั่น ให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้า เมื่อเส้นใยของผ้าเกิดการสั่นเนื่องจากเสียง เส้นใยจะผลิตกระแสไฟฟ้าซึ่งสามารถตรวจจับได้ผ่านวงจรที่เชื่อมอยู่   

เมื่อทดลองนำผ้าที่ได้จากงานวิจัยข้างต้นมาประกอบเป็นส่วนหนึ่งของเสื้อเชิ้ต พบว่าสามารถดักฟังเสียของหัวใจได้ และจากจุดเริ่มต้นนี้ หากนำงานวิจัยมาต่อยอด พัฒนาการประมวลผลสัญญาณของเส้นใยที่ผสมเส้นใยสังเคราะห์พาราอะรามิด และวัสดุเพียโซอิเล็กทริก ให้สามารถแยกแยะเสียงต่าง ๆ ออกจากเสียงรบกวน ก็อาจจะสามารถพัฒนาเครื่องมือที่ช่วยให้แพทย์วินิจฉัยสภาวะต่าง ๆ ของหัวใจ หรือนำมาพัฒนาเป็นเครื่องช่วยฟังสำหรับผู้ที่มีความบกพร่องทางการได้ยิน ที่สามารถกลมกลืนไปกับแฟชั่นเสื้อผ้าที่สวมใส่ได้

 

เรียบเรียงโดย: นุชจริม เย็นทวง นักวิชาการกองวิชาการวิทยาศาสตร์ สำนักวิชาการพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์

ที่มาข้อมูล: 

This fabric can hear your heartbeat. [ออนไลน์]. 2565, แหล่งที่มา https://www.sciencenews.org/article/fabric-hear-heartbeat-fiber-vibration-voltage-sound-material [4 เมษายน 2565]

Single fibre enables acoustic fabrics via nanometre-scale vibrations. [ออนไลน์]. 2565, แหล่งที่มา https://www.nature.com/articles/s41586-022-04476-9.epdf?sharing_token=gCu_XaQftBXiV6yrjf69D9RgN0jAjWel9jnR3ZoTv0Nfb-YKJwej9dYDqB42nXKGG-_FWq1f42kkDOOHoPkPieWoNIIpLildgTLDM1mtblOOwM32GwCtM4_kwK-jgF6RW-5xDKcoe9YBtSamlrsEak3tPumriyz5YQ6oS1D-7A71Jl65eRDYxCgRoYu6l-wpC8Lz6cZKAEdB50Job2uIShmsDDCOs0jKjesSE_X-6wM%3D&tracking_referrer=www.sciencenews.org [4 เมษายน 2565]