La lámina de sonido ultrafina transforma las superficies en altavoces

cúpulas de plástico

09 de mayo de 2022 22:28 Roberto Klatt

Una nueva lámina de sonido puede convertir casi cualquier superficie en un altavoz. La tecnología podría usarse en sistemas de cancelación de ruido de aeronaves, por ejemplo.

Cambridge (Estados Unidos). Los científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han desarrollado una lámina de sonido flexible y delgada como una oblea que se puede usar para convertir casi cualquier superficie en un altavoz. El prototipo tiene aproximadamente el tamaño de un billete, solo una décima de milímetro de grosor y pesa solo dos gramos. Según los desarrolladores, la calidad del sonido no está al nivel de los altavoces de alta fidelidad debido a la falta de tonos graves, pero ya es tan buena como la de los teléfonos inteligentes convencionales.

“El altavoz parece una delgada hoja de papel. Con contactos eléctricos, se puede usar en casi cualquier lugar”, explica Vladimir Bulović del Laboratorio de Electrónica Nanoestructurada. Según la publicación de la revista especializada EEE Transactions on Industrial Electronics, se alcanza un volumen de 66 decibelios a una frecuencia de un kilohercio y pulsos de tensión de 25 voltios. A diez kilohercios, la membrana del altavoz alcanza un nivel sonoro de 86 decibelios. Esto corresponde aproximadamente a una calle normal. Con un consumo de energía de solo 100 milivatios por metro cuadrado de lámina acústica, la nueva tecnología es muy económica en comparación con los altavoces convencionales.

Cúpulas de plástico como fuentes de sonido

Los científicos de Bulović utilizaron un láser para producir la lámina acústica, con la que pudieron cortar con precisión las capas individuales de la lámina. También utilizaron otros métodos litográficos para aplicar una capa delgada de fluoruro de polivinilideno plástico (PVDF) a una película de tereftalato de polietileno (PET). La capa piezoeléctrica de PVDF reacciona a los impulsos eléctricos con movimientos mecánicos que se transmiten al aire circundante. Esto crea ondas sonoras audibles.

Para poder controlar con precisión la generación de sonido, los científicos perforaron la lámina con diminutos microagujeros, a través de los cuales el plástico piezoeléctrico puede expandirse en cúpulas de solo 15 micrones de altura. Cada domo es una fuente de sonido separada que se puede controlar individualmente.

Pad no afecta las ondas de sonido

La estructura multicapa permite el uso de casi todas las capas base. Estos no afectan el sonido. Con conceptos anteriores para láminas de sonido, el desacoplamiento de la base apenas funciona. «Las posibles aplicaciones de esta tecnología son casi ilimitadas», dice Bulović. Es concebible, por ejemplo, usarlo en materiales flexibles que se pueden transformar en altavoces con el folio de sonido. También es concebible la generación de anti-ruido, por ejemplo como un sistema de cancelación de ruido en un avión.

Debido a que los contactos eléctricos también pueden estar hechos de óxido de indio y estaño transparente en lugar de plata, en principio también son posibles láminas acústicas transparentes. Además, el nivel de sonido y el rango de frecuencia se pueden modificar fácilmente a través del tamaño y la cantidad de domos de sonido.

Transacciones EEE en Electrónica Industrial, doi: 10.1109/TIE.2022.3150082