麻省理工研发的扬声器“薄如纸” 可贴在墙壁及汽车内部
财联社上海4月27日讯(编辑黄君芝)据媒体近日报道,麻省理工学院(MIT)的工程师们开发出了一种薄如纸张的扬声器,它可以将任何表面变成有源音源。
这种薄膜扬声器产生的声音失真很小,而使用的能量只是传统扬声器所需能量的一小部分。
该团队展示的手掌大小的扬声器,其重量约相当于一角硬币。无论将薄膜粘合在什么表面,都能产生高质量的声音。为了实现这些非凡的特性,研究人员开创了一种看似简单的制造技术,只涉及三个基本步骤制造超薄扬声,并且其面积可以大到足以覆盖汽车内部或在房间内贴壁纸。
薄膜扬声器可以在嘈杂的环境中,如飞机驾驶舱,通过产生相同振幅但相位相反的声音,从而提供主动噪音消除。这种灵活的设备也可用于沉浸式娱乐,也许可以在剧院或主题公园的游乐设施中提供三维音频。而且,由于它很轻,只需极小的功率来操作,该设备很适合应用于电池寿命有限的智能设备上。
据了解,在耳机或音频系统中,典型的扬声器使用电流输入,电流通过线圈产生磁场,磁场可移动扬声器膜,使其上方的空气移动,从而产生声音。相比之下,这种新型扬声器通过使用一种成型的压电薄膜材料,从而简化了扬声器的设计。当电压施加在薄膜上时,薄膜会移动,从而移动其上方的空气并产生声音。
具体而言,为了制造这种扬声器,研究人员使用激光在PET薄片上切出小孔,PET是一种轻型塑料。他们在穿孔的PET层的底部铺上一层非常薄的压电材料PVDF薄膜(只有8微米厚)。然后他们在粘合的薄片上方施加真空,在薄片下方施加80摄氏度的热源。
由于PVDF层太薄,真空和热源产生的压力差导致它膨胀。PVDF不能强行穿过PET层,所以在没有被PET阻挡的地方,微小的圆顶突起。这些突起可以自对准PET层中的孔。然后,研究人员在PVDF的另一侧铺上另一层PET层,作为圆顶和结合表面之间的间隔层。
他们的设计不是让整个材料振动,而是依靠压电材料薄层上的微小圆顶,每个圆顶单独振动。这些圆顶,每个都只有几根头发的宽度,在薄膜的顶部和底部被间隔层所包围,保护它们不受安装表面的影响,同时仍然使它们能够自由振动。同样的间隔层保护穹顶在日常操作中免受磨损和冲击,增强了扬声器的耐用性。
研究人员说,“这是一个非常简单、直接的过程。如果我们将来能把它与卷对卷加工工艺结合起来,我们就能以高通量的方式生产这些扬声器。这意味着它可以大量制造,像墙纸一样覆盖墙壁、汽车或飞机内部。”
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