Inženýři z MIT vytvořili reproduktory tenké jako papír pomocí plastové fólie a piezoelektrické vrstvy s drobnými kopulkami.
Tyto fóliové reproduktory lze potenciálně použít na jakýkoli povrch pro výstup nebo vstup zvuku: představte si prostorový zvuk nebo potlačení hluku v letadle. Tato technologie má také potenciál pro ultrazvukové zobrazování a echolokaci, mimo jiné.
Práce je popsána v článku "An Ultra-Thin Flexible Loudspeaker Based on a Piezoelectric Micro-Dome Array", který byl nedávno publikován v časopise IEEE Transactions on Industrial Electronics.
"Je to pozoruhodný pocit, když vezmete něco, co vypadá jako tenký list papíru, připevníte k němu dvě svorky, zapojíte ho do portu sluchátek počítače a začnete z něj slyšet zvuky," řekl Vladimir Bulović, vedoucí Laboratoře organické a nanostrukturní elektroniky (ONE Lab), ředitel MIT.nano a hlavní autor článku.
Dalšími dvěma spoluautory článku jsou Jinchi Han, postdoktorand laboratoře ONE, a Jeffrey Lang, profesor elektrotechniky na MIT.
Tito vědci vytvořili krátké video na YouTube, které demonstruje tuto technologii:
Tradiční reproduktory převádějí elektrické signály na magnetické pole, které pohybuje membránou reproduktoru a vytváří slyšitelné vibrace. Akademici z MIT se zbavili vinutého drátu, který vytváří magnetické pole pohybující membránou, a použili piezoelektrický materiál - který převádí elektrickou energii na mechanickou (a naopak) - k pohybu mikrosoustavy kopulí, které generují zvuk.
Jejich konstrukce se opírá o plastovou fólii známou jako PET (polyethylentereftalát), která je perforovaná a pokrytá tenkou vrstvou piezoelektrického materiálu zvaného PVDF (polyvinylidenfluorid).
Když se tyto desky tepelně spojí a vytvoří se vakuum, vznikne plochá soustava malých kopulí, které se při přiložení napětí pohybují. Konstrukce vytváří dostatečné oddělení materiálů, které umožňuje, aby kopule vibrovaly bez rušení, když byla plastová fólie připevněna k povrchu.
Na vzdálenost 30 cm (12 palců) mohou tyto tenkovrstvé reproduktory údajně generovat vysoce kvalitní zvuk odpovídající hlasitosti běžného rozhovoru (66 decibelů) působením 25 voltů elektřiny při frekvenci 1 kilohertz. Při frekvenci 10 kilohertzů dosahuje zvukový výkon úrovně městského provozu (86 decibelů).
Plechové reproduktory údajně vyžadují pouze 100 miliwattů výkonu na metr čtvereční plochy reproduktoru, což je podstatně méně než u domácích reproduktorů, které pro srovnatelný akustický tlak na stejnou vzdálenost spotřebují více než 1 watt výkonu.
Jinchi Han v e-mailu sdělil serveru The Register, že reproduktory byly testovány v rozsahu 100 Hz až 100 kHz.
"Jsou schopny produkovat zvuk na nízkých frekvencích, ale citlivost (akustický tlak generovaný při jednotkovém napětí) je obvykle vyšší na vysokých frekvencích než na nízkých," uvedl Han.
