Nasce un altoparlante flessibile e ultrasottile basato su un array piezoelettrico a micro-cupola. Dei ricercatori del MIT hanno dato forma a un film sottile e flessibile che pesa solo due grammi e con uno spessore di 120 micron. Tale film può fungere da altoparlante e riprodurre suoni di altissima qualità indipendentemente dalla superficie su cui si appoggia o incolla la pellicola.
Immaginare di poter avere una cassa audio in ogni punto della casa o della vostra persona. Un altoparlante da attaccare ai vestiti, ai telefonini o agli specchi, o a qualsiasi altra superficie, anche mobile o precaria… Queste e altre applicazioni (anche per l’industria) potrebbero essere offerte da un nuovo dispositivo ultrasottile.
L’altoparlante più sottile e flessibile mai sviluppato diventa realtà
Tutti i sistemi audio si basano sulla qualità e la resistenza degli altoparlanti. Le cuffie e le casse più grandi, per rilasciare il suono, hanno bisogno di un sistema con ingressi di corrente elettrica che passano per una bobina che genera un campo magnetico. Tale campo eccita la membrana dell’altoparlante, e così esce fuori il suono. Insomma: il suono deriva dall’aria che vibra sopra una superficie apposita che reagisce a un campo magnetico. Con la nuova invenzione del MIT abbiamo invece un altoparlante in materiale piezoelettrico sagomato che si muove non grazie al campo magnetico ma in base alla tensione applicata. La tensione, in pratica, sposta l’aria sopra di esso e genera il suono.
Esistono già molti altoparlanti a film sottile in commercio. E di norma sono progettati come supporti fissi, da associare a un piano esterno, dato che la pellicola deve piegarsi liberamente per produrre il suono. Montare questo tipo di altoparlanti su una qualsiasi superficie ostacolerebbe la vibrazione e inibirebbe la loro capacità di generare suono. Da qui l’idea di creare un nuovo design rivoluzionario per dar vita a dispositivi a film sottile e flessibile.
L’idea è venuta al ricercatore del MIT Vladimir Bulović, che poi con i suoi colleghi ha dato vita a un nuovo dispositivo basato su minuscole cupole disposte su un sottile strato di materiale piezoelettrico. Questo film che vibra di per sé, senza coinvolgere tutto il supporto. Ognuna delle cupole è circondata da strati distanziatori sulla parte superiore e inferiore della pellicola in modo da isolarsi dalla superficie di montaggio. Proprio queste barriere permettono alle cupole di vibrare liberamente e indipendentemente. In più, gli stessi strati distanziatori proteggono le cupole dall’usura. Ogni cupola è una singola unità di generazione del suono. Dunque ci vogliono migliaia di queste minuscole cupole che vibrano insieme per produrre un suono udibile.
Un foglio di PET e un laser
Come si presenta questo film risonante? Per costruire l’altoparlante, i ricercatori hanno sviluppato una tecnica veloce e molto semplice, che potrebbe essere riproposta con grande efficacia a livello industriale. Hanno utilizzato un foglio di PET (un tipo di plastica molto leggera) e un laser (col quale praticare piccoli fori sul foglio di PET). Dopodiché hanno laminato la parte inferiore del foglio perforato con un film molto sottile (fino a 8 micron) di materiale piezoelettrico: il PVDF. L’uso del materiale piezoelettrico applicato all’audio non è certo una novità. I vecchi giradischi usano tutti una tecnologia piezoelettrica.
Ma torniamo alla costruzione dell’altoparlante ultrasottile. Dopo aver rivestito il PET con lo strato di PVDT, i ricercatori hanno fatto sì che si creasse una minuscola sezione di vuoto fra i due strati. Quindi hanno sottoposto il dispositivo a una fonte di calore. Lo strato sottilissimo di PVDF si è così rigonfiato a causa della differenza di pressione creata dal vuoto e dalla fonte di calore. Così le piccole cupole sono state bloccate dal PET e si sono autoallieneate.
