Các kỹ sư ở viện Công nghệ Massachusetts phát minh ra loa mỏng như tờ giấy

Các kỹ sư ở Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) phát triển một loại loa mỏng như tờ giấy có thể biến bất kỳ bề mặt nào thành nguồn âm thanh.

Mẫu loa siêu mỏng mới tạo ra âm thanh với độ méo tiếng nhỏ nhất đồng thời sử dụng ít năng lượng hơn nhiều so với loa thông thường. Chiếc loa nhỏ cỡ bàn tay mà nhóm nghiên cứu chế tạo chỉ nặng tương đương một đồng xu nhưng có thể phát âm thanh chất lượng cao bất kể đặt trên bề mặt nào. Để đạt được những ưu điểm trên, nhóm nghiên cứu tiên phong ứng dụng kỹ thuật sản xuất đơn giản chỉ đòi hỏi 3 bước cơ bản và có thể mở rộng quy mô để sản xuất loa siêu mỏng với kích thước đủ lớn để đặt bên trong xe hơi hoặc dán trong phòng.

Loại loa mới siêu mỏng có thể sản xuất ở quy mô lớn. (Ảnh: Felice Frankel)

Mẫu loa mới trang bị công nghệ chống ồn chủ động trong môi trường ồn ào như buồng lái máy bay. Thiết bị linh hoạt này cũng có thể sử dụng để giải trí bằng cách cung cấp âm thanh nổi trong nhà hát hoặc công viên giải trí. Do siêu nhẹ và cần lượng điện rất nhỏ để hoạt động, loa phù hợp để ứng dụng trên các thiết bị thông minh với dung lượng pin hạn chế. Vladimir Bulović, người đứng đầu Phòng thí nghiệm điện tử hữu cơ và cấu trúc nano ở (ONE Lab) ở MIT, và cộng sự công bố kết quả nghiên cứu hôm 26/4 trên tạp chí IEEE Transactions of Industrial Electronics.

Loa thông thường ở tai nghe đeo tai hoặc hệ thống âm thanh sử dụng dòng điện chạy qua một cuộn dây, sản sinh từ trường làm rung màng loa, tạo ra âm thanh mà chúng ta nghe thấy. Ngược lại, loại loa mới đơn giản hóa thiết kế bằng cách sử dụng màng phim mỏng làm từ vật liệu áp điện. Cấu trúc này sẽ rung lên khi có điện thế chạy qua, làm xê dịch không khí bên trên và sản sinh âm thanh. Phần lớn loa dạng màng phim được thiết kế không có giá đỡ bởi tấm phim phải uốn cong tự do để tạo ra âm thanh. Việc đặt loa lên một bề mặt sẽ cản trở rung động và hạn chế khả năng phát ra âm thanh.

Nhằm khắc phục vấn đề, nhóm nghiên cứu ở MIT thay đổi thiết kế loa. Thay vì để toàn bộ vật liệu rung động, họ dựa vào những vòm nhỏ trên lớp vật liệu áp điện mỏng. Mỗi vòm rộng bằng vài sợi tóc có thể rung độc lập với nhau. Bao quanh những vòm đó là các lớp đệm ở mặt trên và dưới màng phim nhằm bảo vệ chúng khỏi bề mặt dán nhưng vẫn cho phép chúng rung tự do. Lớp đệm cũng bảo vệ vòm khỏi mài mòn và tác động khi sử dụng hàng ngày, giúp tăng cường độ bền của loa.

Các vòm chỉ cao 15 micron, bằng khoảng 1/6 độ dày sợi tóc người và xê dịch lên/xuống 0,5 micron khi rung. Mỗi vòm là một đơn vị tạo âm riêng lẻ, vì vậy cần hàng nghìn vòm tí hon cùng rung động để tạo ra âm thanh nghe được. Do những vòm rung động thay vì cả màng phim, chiếc loa có tần số cộng hưởng đủ cao để sử dụng hiệu quả trong chụp ảnh siêu âm. Phương pháp chụp ảnh siêu âm sử dụng sóng âm tần số rất cao để sản sinh hình ảnh. Tần số càng cao, độ phân giải của ảnh chụp càng tốt.

Cập nhật: 28/04/2022 Theo VnExpress