VIDEO: Zvučnik debljine papira svira Queenovce

Svi zvučnici u osnovi rade na taj način da stvaraju vibracije na membrani koja manipulira zrak iznad sebe kako bi proizvela zvučne valove. U zvučnicima koji se obično nalaze u našim audio sustavima ili slušalicama, to se radi pomoću električnih struja i magnetskih polja, no danas se slični rezultati mogu postići s mnogo tanjim uređajima koji koriste piezoelektrične materijale, koji vibriraju kao odgovor na primjenu napona. Oni su najčešće korišteni u telefonima i televizorima.

Problem je u tome što ovi tanki zvučnici moraju biti samostojeći ili odvojeni od druge površine pa njihovo postavljanje smanjuje sposobnost vibriranja i proizvodnje zvuka.

Istraživači s MIT-a redizajnirali su tanke zvučnike koji bi se mogli montirati na različite površine u obliku postera ili tapeta i primjerice čitave zidove koristiti za stvaranje zvuka. 

Umjesto da cijela površina membrane vibrira, tim je formirao materijal u mrežu podignutih "kupola", koje vibriraju neovisno jedna o drugoj. To se postiže uguravanjem tankog sloja piezoelektričnog materijala, debljine samo 8 mikrometara, između dva sloja PET plastike. Jedan PET sloj ima mrežu sitnih rupa kroz koje strši piezoelektrični materijal. Donji PET sloj štiti membranu i omogućuje montažu zvučnika na površinu.

"Ovo je vrlo jednostavan, izravan proces", rekao je Jinchi Han, glavni autor studije. "Ako ih u budućnosti proizvodimp postupkom roll-to-roll, to znači da se mogu proizvoditi u velikim količinama, poput tapeta za prekrivanje zidova, automobila ili interijera zrakoplova."

Rezultirajući zvučnik je težine od samo 2 g i dolazi s tisućama sićušnih kupola visine 15 mikrometara. Kako bi testirali uređaj, istraživači su ga postavili na zid i izmjerili njegov izlaz mikrofonom udaljenim 30 cm. Zvučnik je mogao proizvesti zvuk do 66 decibela s 25 V električne energije na 1 kHz i 86 dB na 10 kHz. Uređaj je također energetski učinkovit, jer koristi samo 100 milivata snage po kvadratnom centimetru.

Kako znanstvenici demonstriraju rad zvučnika koji svira pjesmu We Are the Champions možete pogledati u ovom videu.

Tim kaže da bi se uređaj, osim kao zvučnik, mogao koristiti kao ultrazvučni detektor ili za proizvodnju jedinstvenih svjetlosnih zaslona ako se prekrije reflektirajućim materijalom.

Istraživanje objavljeno u časopisu IEEE Transactions of Industrial Electronics možete pronaći na ovoj poveznici.