Altavoz con el grosor de una hoja de papel

Unos ingenieros han creado un altavoz delgado como una hoja de papel que puede convertir cualquier superficie en una fuente de audio. Este singular altavoz tiene un bajo consumo energético pero es capaz de ofrecer una calidad de sonido alta.

El altavoz es obra del equipo de Vladimir Bulović, Jinchi Han y Jeffrey Lang, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Estados Unidos.

El nuevo altavoz, en forma de película fina, produce un sonido con una distorsión mínima y utiliza una fracción de la energía necesaria para el funcionamiento de un altavoz tradicional. El modelo de pruebas del nuevo altavoz tiene el tamaño de una mano, pesa lo mismo que una moneda de diez centavos de dólar, y puede generar un sonido de alta calidad independientemente de la superficie a la que se adhiera la película.

Para conseguir estas propiedades, los investigadores idearon una técnica de fabricación que solo requiere tres pasos básicos y que puede adaptarse para fabricar altavoces ultrafinos lo suficientemente grandes como para cubrir el interior de un automóvil o empapelar una habitación.

Por sus características, el altavoz de película fina podría proporcionar una cancelación activa del ruido en entornos ruidosos, como por ejemplo la cabina de un avión, generando un sonido de la misma amplitud pero de fase opuesta; eso puede hacer que los dos sonidos se anulen mutuamente. El dispositivo flexible también podría utilizarse en espectáculos inmersivos, proporcionando audio tridimensional en un teatro o en una atracción de un parque temático, por poner dos ejemplos. Y como es ligero y requiere tan poca energía para funcionar, el altavoz resulta idóneo para aplicaciones en dispositivos de audio donde la autonomía de la batería es modesta.

El nuevo altavoz ultrafino puede convertir cualquier superficie rígida en una fuente de audio activa de alta calidad. (Imagen: Felice Frankel. CC BY-NC-ND 3.0)

Un altavoz típico genera sonido a partir de las señales en forma de corriente eléctrica que pasa por una bobina y genera así un campo magnético. Este campo mueve una membrana en el altavoz, y esta a su vez mueve el aire por encima, que produce el sonido que oímos.

En cambio, el nuevo altavoz tiene un diseño que en cierto modo es más simple. Este altavoz utiliza una fina película de un material piezoeléctrico con cierto relieve que se mueve cuando se le aplica un voltaje. Este movimiento provoca a su vez un desplazamiento del aire y genera el sonido.

La mayoría de los altavoces muy delgados requieren que la película pueda doblarse libremente para producir el sonido. Adherir estos altavoces a una superficie impediría la vibración y dificultaría su capacidad de generar sonido.

Para superar este problema, el equipo del MIT adoptó una nueva perspectiva para su diseño. En vez de hacer vibrar todo el material, la estructura se basa en pequeñas protuberancias a modo de cúpulas sobre una fina capa de material piezoeléctrico que vibran cada una por separado. Estas cúpulas, cada una de las cuales mide lo mismo que el grosor de unos pocos pelos, están rodeadas de capas espaciadoras en la parte superior e inferior de la película que las protegen de la superficie de montaje, pero que al mismo tiempo les permiten vibrar libremente. Las mismas capas espaciadoras protegen las cúpulas de la abrasión y de los impactos durante el manejo y funcionamiento cotidianos, lo que aumenta la durabilidad del altavoz. (Fuente: NCYT de Amazings)