Investigaciones recientes han llevado al desarrollo de altavoces configurables en forma de película. Estos parlantes, basados en las propiedades únicas de MXene, ofrecen directividad de sonido ajustable y son inmensamente prometedores para el campo en rápido crecimiento de la electrónica portátil. El estudio se publica en Materiales Avanzados .
Los altavoces tradicionales con diafragmas vibratorios voluminosos enfrentan limitaciones a la hora de integrarse con dispositivos portátiles debido a sus diafragmas vibratorios voluminosos. Sin embargo, los altavoces termoacústicos (TA) ultradelgados del equipo, que están libres de tales limitaciones, demuestran un potencial notable en este dominio. El desafío radica en configurar estos altavoces en formas arbitrarias debido a su bajo nivel de presión sonora (SPL) bajo deformaciones mecánicas y conformabilidad limitada.
Para superar estos desafíos, el equipo de investigación se centró en controlar la capacidad calorífica por unidad de área del conductor MXene y la efusividad térmica de los sustratos. A través de este enfoque, desarrollaron con éxito un altavoz TA ultradelgado basado en MXene que exhibió una salida SPL alta de 74,5 dB a 15 kHz y mantuvo un rendimiento de sonido estable durante un período de 14 días.
Un avance clave de esta investigación es la capacidad de generar sonido bidireccional e independiente de la deformación en diversas configuraciones de kirigami dobladas, retorcidas, cilíndricas y estiradas utilizando el sustrato de parileno. El sustrato de parileno, con un espesor menor que la profundidad de penetración térmica, permitió la producción de altavoces capaces de emitir sonido en múltiples direcciones, independientemente de su forma.
Además, los investigadores ampliaron su innovación a la creación de versiones parabólicas y esféricas de altavoces TA ultrafinos y de gran superficie (20 cm × 20 cm) basados en MXene. Estos parlantes demostraron atributos de enfoque de sonido y generación de sonido omnidireccional 3D, respectivamente, abriendo nuevas posibilidades para experiencias de audio inmersivas.
El esfuerzo de investigación fue dirigido por el profesor Hyunhyub Ko y su equipo de investigación en la Escuela de Ingeniería Química y Energética de UNIST, en colaboración con el equipo del Dr. Ki-Seok An en el Instituto de Investigación de Tecnología Química de Corea (KRICT).
El Dr. Jinyoung Kim, coprimer autor del estudio y actualmente afiliado al prestigioso Instituto de Tecnología de Georgia, destacó el desempeño excepcional de los parlantes basados en MXene. La combinación de la naturaleza conductiva bidimensional de MXene y el espesor controlable del parileno permite la producción de altavoces termofónicos con un rendimiento superior.
La técnica de producción de altavoces ultrafinos desarrollada en este estudio tiene el potencial de convertirse en una tecnología clave para diversos dispositivos portátiles y el control del sonido inducido por deformación de la forma.
El profesor Ko destacó las amplias aplicaciones de esta tecnología de altavoces de sonido térmico. Señaló:"La capacidad de personalizar el diseño de la estructura del dispositivo y lograr altavoces que cambian de forma y de dirección ajustable abre posibilidades para sistemas de audio portátiles y domésticos, control activo de ruido, pantallas activas flexibles y sistemas de entretenimiento inmersivos".
Más información: Jinyoung Kim et al, Altavoces termoacústicos basados en MXene configurables por forma con directividad de sonido sintonizable, Materiales avanzados (2023). DOI:10.1002/adma.202306637
Información de la revista: Materiales avanzados
Proporcionado por el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan
