Supertunna högtalare kan göra alla ytor till ljudkällor

(Artikeln är uppdaterat)

Den är tunn som ett papper, men klarar ändå att spela upp en klar och tydlig version av Queens odödliga låt "We are the champion".

Väger som ett mynt

Under den senaste tiden har ett forskarlag vid MIT i USA arbetat med en ny innovation i form av en högtalare tillverkad av en tunn film av ett piezoelektriskt material.

Högtalaren, som väger ungefär lika mycket som ett mynt, klarar av att spela upp ett klart ljud med hög kvalitet utan förvrängning, går det att läsa i en färsk MIT-rapport.

Till skillnad från konventionella högtalare, som kortfattat förklarat skapar ljud genom att sätta ett membran i rörelse, spelar MIT:s innovation upp ljud genom att sätta det piezoelektriska materialet i rörelse när elektricitet tillförs.

Pyttesmå vibrerande kupoler

Forskare tillverkade högtalaren genom att skära pyttesmå hål med laser i tunt ark av plastmaterialet PET. På undersidan av PET-arket laminerades ett tunt lager av materialet PVDF.

Genom att sedan hetta upp arket och använda vakuum, kunde forskarna skapa små PVDF-kupoler som sticker upp genom hålen i PET-arket.

Det är dessa kupoler, med en höjd på 15 mikrometer, som sedan skapar själva ljudet genom att vibrera när elektricitet tillförs.

Kommer upp i 86 dB

Med en spänning på 25 volt och en frekvens på 1 kHz, kunde högtalaren spela ljud med en ljudnivå på 66 decibel (vilket kan jämföras med samtalsnivå på kort avstånd).

Ökades frekvensen till 10 kHz, kom nivån upp till 86 decibel, jämförbart med ljudet från ett förbipasserande tåg.

Exakt vad dessa tunnfilmshögtalare kan användas till återstår att se. Att de är så pass tunna innebär dock, i alla i teorin, att de kan byggas in i nästan vilka ytor som helst. 

Brusreducerande ytor

Högtalaren är dessutom mycket strömsnål. Enligt rapporten från MIT krävs inte mer än ström 100 milliwatt (mW) per kvadratmeter av ljud-yta för att få högtalaren att fungera.

En tänkbar applikationsmiljö som MIT nämner i rapporten är förarkabiner på flygplan.

Där skulle högtalarna skulle kunna rensa bort oljud från exempelvis motorerna. Detta genom att spela upp en enda ton med samma amplitud som motorn, men där ljudvågorna ligger i motsatt fas – vilket leder till att de olika ljuden tar ut varandra.

– Det känns helt fantastiskt att kunna ta vad som ser ut som ett tunt pappersark, strömsätta det och sedan börja höra ljud från det. Den här innovationen har potential att användas överallt, säger Vladimir Bulović, chef för MIT nano och en av forskarna bakom rapporten.