Ερευνητές στο MIT ανέπτυξαν ένα ηχείο που είναι λεπτό σαν χαρτί

Μια ομάδα μηχανικών του MIT (Massachusetts Institute of Technology) ανέπτυξε ένα ηχείο που είναι λεπτό σαν χαρτί που μπορεί να προσαρμοστεί σε οποιαδήποτε επίπεδη επιφάνεια, όπως σε έναν τοίχο σαν ταπετσαρία.

Μια ομάδα μηχανικών του MIT (Massachusetts Institute of Technology) ανέπτυξε ένα ηχείο που είναι λεπτό σαν χαρτί που μπορεί να προσαρμοστεί σε οποιαδήποτε επίπεδη επιφάνεια, όπως σε έναν τοίχο σαν ταπετσαρία. Η νέα τεχνολογία, η οποία έχει την ονομασία «ηχείο λεπτής μεμβράνης» παράγει ήχο χωρίς ιδιαίτερη παραμόρφωση και με ένα κλάσμα της ενέργειας που απαιτεί ένα κανονικό ηχείο.

Το ηχείο λεπτής μεμβράνης σχεδιάστηκε αξιοποιώντας μία «παραπλανητικά απλή τεχνική κατασκευής» όπως λένε οι ερευνητές του MIT, η οποία πραγματοποιείται σε μόλις τρία βήματα. Κλιμακώνοντας την τεχνική, η λεπτή μεμβράνη μπορεί να καλύψει τους τοίχους ενός ολόκληρου δωματίου ή το εσωτερικό ενός αυτοκινήτου για μία πραγματικά καθηλωτική εμπειρία ακρόασης που σε «περικυκλώνει».

Όπως γνωρίζουμε, ένα τυπικό ηχείο σαν αυτό που υπάρχει σε ένα σύστημα ήχου ή στα ακουστικά, παράγει -με πολύ απλά λόγια- τον ήχο που ακούμε μέσω μίας μεμβράνης, η οποία πάλλεται ανάλογα με την ένταση του μαγνητικού πεδίου που δημιουργείται από ένα πηνίο.

Το ηχείο που δημιούργησαν οι ερευνητές του MIT διαθέτει μία ακόμα πιο απλή σχεδίαση, που αποτελείται από ένα λεπτό φιλμ ειδικά διαμορφωμένου πιεζοηλεκτρικού υλικού που «κινείται» -όπως η μεμβράνη σε ένα τυπικό ηχείο- όταν εφαρμόζεται ορισμένη τάση πάνω του για να παράγει ήχο.

Τα περισσότερα μεγάφωνα λεπτής μεμβράνης έχουν σχεδιαστεί για να στέκονται-κινούνται αυτόνομα, καθώς το φιλμ πρέπει να είναι σε θέση να λυγίζει ελεύθερα, ουσιαστικά να δονείται, για να παράγει ήχο. Η τοποθέτηση του σε μία επιφάνεια θα απέτρεπε τη δόνηση και επομένως θα παρεμπόδιζε την ικανότητά τους να παράγουν ήχο. Για να ξεπεραστεί αυτό το πρόβλημα, η ομάδα ερευνητών από το MIT επανεξέτασε τον σχεδιασμό του ηχείου λεπτής μεμβράνης και κατέληξε στην ιδέα των μικροσκοπικών, ανεξάρτητα δονούμενων θόλων. Αντί λοιπόν να δονείται ολόκληρο το υλικό, ο σχεδιασμός που κατέληξαν βασίζεται σε μικροσκοπικούς θόλους που είναι προσαρμοσμένοι σε ένα λεπτό στρώμα πιεζοηλεκτρικού υλικού με τον καθένα τους να δονείται ξεχωριστά. Οι μικροσκοπικοί θόλοι -ο καθένας έχει το πάχος μερικών τριχών και ύψος ίσο περίπου με το 1/6 μίας ανθρώπινης τρίχας ενώ όταν δονούνται κινούνται περίπου κατά 0,5 μικρά- περιβάλλονται από διαχωριστικά στρώματα στο πάνω και στο κάτω μέρος της λεπτής μεμβράνης, ώστε να προστατεύονται από την επιφάνεια που έχουν προσαρμοστεί και να δονούνται ελεύθερα. Τα ίδια στρώματα διαχωρισμού επίσης προστατεύουν τους μικροσκοπικούς θόλους από χτυπήματα ή τη τριβή κατά τη καθημερινή χρήση ενισχύοντας την ανθεκτικότητα του ηχείου.

Στην προσπάθεια τους να τελειοποιήσουν την τεχνολογία, οι ερευνητές αυτή τη περίοδο κοιτάζουν να προσφέρουν ενεργή ακύρωση θορύβου (noise cancelling) ώστε η τεχνολογία να βρει εφαρμογή σε εξαιρετικά θορυβώδη περιβάλλοντα όπως είναι το περιβάλλον ενός πιλοτηρίου αεροπλάνου. Η ακύρωση θορύβου επιτυγχάνεται με την παραγωγή ήχου του ίδιου πλάτους αλλά αντίθετης φάσης με αποτέλεσμα οι δύο ήχοι να ακυρώνουν ουσιαστικά ο ένας τον άλλον. Η τεχνολογία θα μπορούσε να εφαρμοστεί για παράδειγμα πέρα από τα πιλοτήρια των αεροπλάνων και στα αυτοκίνητα για τη δημιουργία μίας οδηγικής εμπειρίας που είναι πλήρως απαλλαγμένη από εξωτερικούς θορύβους.

Πηγή:  insomnia.gr
(Κώστας Παπαζαχαρίου, αναδημοσίευση 4/5/2022)