|
|
| Bạn có tin rằng một chiếc loa có thể mỏng đến nỗi dán được vào da người? (ảnh: Viện Khoa học và Công nghệ Quốc gia Ulsan, Hàn Quốc) |
Tất cả chúng ta đều quen thuộc với chiếc loa. Đây là thiết bị có mặt trong hầu hết các hộ gia đình. Mặc dù được sản xuất dưới nhiều hình dạng nhưng một chiếc loa cơ bản thường có hình nón, màng loa, cuộn dây âm thanh và cục nam châm. Dù là loa cao cấp hay loa giá rẻ thì cũng bao gồm các bộ phận cơ bản này.
Một nhóm các nhà nghiên cứu từ Viện Khoa học và Công nghệ Quốc gia Ulsan ở Hàn Quốc đã đưa ra một giải pháp sáng tạo có thể cách mạng hóa công nghệ loa. Nhóm nghiên cứu đã phát triển một màng Hybrid Nano phát ra sóng âm thanh khi được nạp với dòng điện tần số âm thanh. Khi đảo chiều, nó cũng có thể hoạt động như một chiếc micro.
Về cơ bản, màng Hybrid Nano bao gồm một ma trận polymer chứa các mảng dây nano bạc xếp vuông góc với nhau. Màng này mỏng, trong suốt, có thể kéo căng. Nó có thể dễ dàng gắn vào da người và sự linh hoạt của màng giúp nó không bị rách khi bị kéo căng.
Sử dụng bạc cho màng nano
Các nhà nghiên cứu đã chọn các dây nano bạc thay vì các vật liệu phổ biến như graphene và carbon nhờ lợi thế của cấu trúc liên kết ở cấp độ siêu nhỏ nanomet. Dây nano bạc cũng có tính dẫn điện tuyệt vời và có khả năng chịu lực và áp suất lớn hơn so với các loại dây khác.
Ngoài ra, bạc cũng dễ cấy vào màng polymer, giúp các nhà khoa học tạo ra loại màng nano trong suốt.
Khi tín hiệu điện được đưa vào màng, nó sẽ hoạt động như một chiếc loa. Ngược lại, các ống nano có thể chuyển đổi các rung động thành tín hiệu điện và biến chiếc màng thành micro.
Các nhà nghiên cứu thậm chí còn có thể dán màng Hybrid Nano này vào bàn tay con người và chơi bản hòa nhạc La Campanella của Niccolo Paganini.
Tạo ra âm thanh thông qua nguyên tắc sưởi ấm
Nguyên lý của việc tạo ra âm thanh cho màng Hybrid Nano này nằm ở nhiệt độ Joule. Dòng điện tạo ra dao động nhiệt độ sẽ kích hoạt âm thanh tạo ra từ nhiệt (nhiệt âm). Nó cũng tạo ra các dao động không khí mà con người gọi là sóng âm.
| |
| (ảnh: Viện Khoa học và Công nghệ Quốc gia Ulsan) |
Đối với chức năng micro, màng nano được đặt giữa các tấm phim đàn hồi vi mô. Sự sắp xếp này cho phép màng nano phát hiện âm thanh và và độ rung của dây thanh âm dựa trên điện áp được tạo ra thông qua tiếp xúc với các tấm phim đàn hồi.
“Bước đột phá lớn nhất trong nghiên cứu của chúng tôi là phát triển các màng Hybrid Nano siêu mỏng, trong suốt và dẫn điện có độ dày nhỏ hơn 100 nanomet”, ông Hyunhyub Ko, giáo sư tại UNIST và đồng tác giả của nghiên cứu cho biết. “Các tính chất quang học, điện và cơ học nổi bật của màng nano này cho phép tạo ra một loại loa và microphone siêu mỏng gần như không thể nhận biết”.
Các nhà nghiên cứu hy vọng công nghệ mới này sẽ được chấp thuận và triển khai rộng rãi bởi chức năng phong phú của nó. Một mô hình mà họ đề xuất là sử dụng màng này làm giao diện bảo mật cá nhân có thể gửi tín hiệu dựa trên lệnh thoại của người dùng ở chế độ micro và sau đó nhận được thông báo ở chế độ loa.
Nhóm nghiên cứu tin rằng họ vẫn cần phải phát triển thêm loại màng nano này để tăng khả năng chịu lực, tăng tính đàn hồi để làm cho nó có thể thương mại hóa.
Theo Interesting Engineering