ساخت بلندگو شفاف و منعطف در دانشگاه هاروارد

امروزه بلندگوها به اشکال متفاوتی عرضه می‌شوند، از انواع کوچک و جیبی گرفته تا طراحی‌های بزرگ و خیره کننده؛ اما گروهی از پژوهشگران در دانشگاه هاروارد تصمیم گرفتند به جای تغییر ابعاد به تغییر رنگ فکر کنند و بلندگویی بسازند که درست مثل شیشه شفاف و بی رنگ است. این پژوهشگران در دانشکده مهندسی و علوم کاربردی بلندگویی منعطف ساختند که از نوعی ژل یونی و شفاف ساخته شده است و با صدایی واضح تمام فرکانس‌های محدوده‌ی شنوایی را پوشش می‌دهد. علاوه بر این آن‌ها اثبات کردند که می‌توان سیگنال‌های الکتریکی را به روشی مشابه با سیستم عصبی انسان انتقال داد.

برای ساخت این بلندگوی شفاف، این گروه دو طرف صفحه‌ای شفاف و لاستیکی را با لایه‌ای از ژلی رسانا از آب و نمک پوشاندند. با اعمال اختلاف پتانسیل الکتریکی در دو سمت لایه ژل، تمام سطح لاستیک شفاف شروع به لرزیدن می‌کرد. همان طور که خود می‌دانید هر لرزشی در صورتی که فرکانس و شدت مناسبی داشته باشد می‌تواند تولید صدا کند؛ بنابراین با تنظیم درست ولتاژ می‌توان صدایی در محدوده فرکانس شنوایی انسان یعنی از 20 هرتز تا 20 کیلو هرتز به دست آورد. ضمنا این صفحه را می‌توان چند برابر مساحت عادی خود کشید و باز هم عملکرد مناسبی از آن انتظار داشت. این محققان معتقدند که می‌توان با بهبود عملکرد این ابزار در تبلت‌ها یا نمایشگرهای رایانه برای ایجاد صدا یا بازخوردهای لمسی بدون نیاز به باندگوهای خارجی استفاده کرد.

هر چند بلندگوهای شفاف به خودی خود جذاب هستند اما هدف اصلی این پروژه بررسی نحوه‌ی استفاده از یون‌ها به جای الکترون‌ها در دستگاه‌های الکترونیکی بوده است. در بیشتر موارد یون‌ها تحت اختلاف پتانسیل مدارهای الکترونیکی عملکرد کندی دارند و به دلیل احتمال واکنش‌های شیمیایی مخرب در صورت افزایش ولتاژ در ولتاژ اعمالی نیز محدودیت وجود دارد. اما در این سیستم جدید، صفحه‌ی لاستیکی به عنوان نوعی عایق عمل می‌کند و به دانشمندان امکان می‌دهد تا ضمن کنترل ولتاژ بهتر سرعت اتصالات را نیز افزایش دهند. علاوه بر این، آن‌ها می‌توانند با این سیستم انواع جدیدی از مواد رسانا را تولید کنند. مواد رسانای مرسوم عمدتا با کشیده شدن، دچار افزایش مقاومت الکتریکی می‌شوند، که بازده آن‌ها را در دستگاه‌های الکترونیکی کاهش می‌دهد. ولی رساناهای یونی چنین محدودیتی ندارند و قادرند بدون هیچ تغییری در عملکرد تا چند برابر حد عادی خود کشیده شوند. ضمن اینکه می‌توان این رساناها را از موادی شفاف ساخت.

harvard-transparent-ionic-speaker-1

به گفته‌ی آقای Christoph Keplinger یکی از افراد دخیل در این پروژه:

ما می‌خواهیم نظر مردم در مورد استفاده از رساناهای یونی را تغییر دهیم، سیستم ما نیاز به توان الکتریکی بالایی ندارند و می‌توان آن را در هر چیزی که نیاز به تغییر فرم ماده‌ای شفاف با جریان الکتریکی است به کار برد، مثلا صفحه نمایش لپ تاپ، تلویزیون، گوشی‌های هوشمند و حتی پنجره‌های هوشمند. شما به راحتی می‌توانید یکی از این‌ها را در پنجره هوشمند جای دهید و از آن به عنوان سیستم حذف نویز صدا (Active Noise Cancellation) استفاده کنید و محیطی آرام و بی سروصدا را در داخل خانه تجربه نمایید.
کریستوفن کپلینگر

در کنار انعطاف پذیری و شفافیت باید توجه کرد که این مواد یون‌ها را به روشی مشابه با سیستم‌های زیستی انتقال می‌دهند، مثال روشن آن اعصاب شماست که پالس‌های الکتریکی را به کمک یون‌ها انتقال می‌دهند. این می‌تواند دروازه‌ای باشد به سمت یکی کردن سیستم‌های زیستی با سیستم‌های یونی ساخت بشر که می‌توان از آن‌ها در پوست مصنوعی یا عضلات مصنوعی استفاده کرد. افقی که در آینده این محصولات وجود دارد ساخت ماشین‌هایی منطعف است که می‌توانند حس کنند و  شکل خود را تغییر دهند. برنامه‌ی بعدی این گروه کار کردن بر روی سایر مواد و افزودنی‌ها برای بهبود رسانایی و عملکرد این گونه مواد است. این گروه تحقیقاتی اخیرا طی مقاله‌ای در مجله‌ی Science نحوه‌ی عملکرد این بلندگوی شفاف را توضیح داده اند.

از سراسر وب

  دیدگاه
کاراکتر باقی مانده
تبلیغات

بیشتر بخوانید