Инженерите от Масачузетския технологичен институт са разработили ултра-тънък високоговорител, който може да се използва, за да накарат цели повърхности да произвеждат звук. Уникалният дизайн трябва да бъде енергийно ефективен и лесен за производство в мащаб, казва екипът.
В основен смисъл високоговорителите работят чрез вибриране на мембрана, която манипулира въздуха над нея, за да произвежда звукови вълни. В високоговорителите, които обикновено се намират в аудио системи или слушалки, това се прави с помощта на електрически токове и магнитни полета.
Но през последните години учените разработиха начини за постигане на подобни резултати в много по-тънки устройства. Тънкослойните високоговорители работят с помощта на пиезоелектрични материали, които вибрират в отговор на прилагането на напрежение. Те са били използвани в телефони и телевизори и дори експериментално за създаване на високоговорители от необичайни неща като знамена.
Проблемът е, че тези тънки високоговорители трябва или да са свободно стоящи, или да имат известно отделяне от друга повърхност – монтирането им намалява способността им да вибрират и произвеждат звук. Но в новото проучване изследователите от MIT преработиха тънките високоговорители, така че да могат да бъдат монтирани на различни повърхности.
Вместо цялата повърхност на мембраната да вибрира, екипът формира материала в мрежа от повдигнати куполи, които вибрират независимо един от друг. Това се прави чрез натискане на тънък слой от пиезоелектричен материал с дебелина само 8 микрометра между два слоя PET пластмаса. Един PET слой има решетка от малки дупки, през които стърчи пиезоелектричният материал. Долният PET слой предпазва мембраната и позволява на високоговорителя да бъде монтиран към повърхност.
„Това е много прост и ясен процес“, каза Джинчи Хан, водещ автор на изследването. „Това би ни позволило да произвеждаме тези високоговорители по високопроизводителен начин, ако го интегрираме с процес от ролка до ролка в бъдеще. Това означава, че може да се произвежда в големи количества, като тапети за покриване на стени, автомобили или интериор на самолети.
Полученият високоговорител е с дебелина само 120 мм (4,7 инча) и тежи само 2 g (0,07 oz), с хиляди малки куполи с размери 15 микрометра височина. За да тестват устройството, изследователите го монтират на стена и измерват изхода му с микрофон на разстояние 30 см (11,8 инча). Високоговорителят успя да произведе звук до 66 децибела (dB) с 25 V електричество при 1 kHz и 86 dB при 10 kHz. Устройството също е енергийно ефективно, като използва само 100 миливата мощност на квадратен сантиметър високоговорител.
Заедно с монтиращите се тънкослойни високоговорители, екипът казва, че устройството може да се използва като ултразвукови детектори или ако е покрито с отразяващ материал, за да произвежда уникални светлинни дисплеи.
Екипът демонстрира високоговорителите във видеото по-долу. Изследването е публикувано в списанието IEEE транзакции на индустриалната електроника.
Тънък като хартия високоговорител пуска “We Are the Champions” от Queen
Източник: MIT
Публикациите се превеждат автоматично с google translate
