Termofoner tilbyder ny rute til radikalt at forenkle arraydesign, forskning viser

Forskere har været banebrydende for en ny teknik til at producere arrays af lyd, der udelukkende produceres af varme.

Teamet af forskere fra Center for Metamaterial Research and Innovation ved University of Exeter brugte enheder, kendt som termofoner, at skabe et fuldt kontrolleret array ud fra bare en tynd metalfilm fastgjort til nogle metaltråde.

Resultaterne, udgivet i Videnskab fremskridt , kunne bane vejen for en ny generation af lydteknologi, herunder hjemmebiografsystemer.

Traditionelt set arrays er blevet brugt i en lang række daglige applikationer, herunder ultralyd og lydsystemer. Arrays gør det muligt at styre lyde fra flere kilder i en bestemt retning, for at få større kontrol og klarhed over den producerede lyd.

Konventionelle højttalerarrays er afhængige af produktion af lyd gennem drevet bevægelse af et objekt - f.eks. En højttalerkegle. Den nye undersøgelse, imidlertid, pionerer arrays af højttalere, der producerer lyd udelukkende af varme:termofoner.

Selvom termofoner har eksisteret i mere end 100 år, de har, indtil nu, havde begrænset anvendelse i den virkelige verden. Imidlertid, de har en lang række fordele fra deres mekaniske modstykker - herunder ingen bevægelige dele og evnen til at blive masseproduceret af billige, bæredygtige materialer.

Vigtigt, de kan endda gøres gennemsigtige og fleksible, hvilket er ønskeligt for den nye bølge af fleksible teknologier, der produceres.

Til undersøgelsen, fandt forskerne, at når de kombineres til en matrix, termofoner er i stand til at gengive den samme kontrol over lydfelter som traditionelle arrays.

Imidlertid, de gør meget mere end dette:da de drives af elektriske strømme, lyden, de producerer, afspejler de nuværende bæreres subtile bevægelse, når de flyder gennem enheden og, som resultat, de skaber et meget rigere lydfelt end traditionelle arrays.

Forskerne foreslår, at undersøgelsen åbner en rute til radikalt at forenkle array -design, viser, at med termofonteknologi, det er muligt at skabe et fuldt kontrolleret array ud fra mere end en tynd metalfilm, der er fastgjort til nogle metaltråde.

David Tatnell, hovedforfatter af undersøgelsen og en ph.d. forskere ved EPSRC Center for Doctoral Training in Metamaterials sagde:"Brug af varme til at producere lyd er en spilskifter, da det giver os mulighed for at gøre højttalerarrays mindre end nogensinde før. Dette, samt evnen til at gøre højttalerne fleksible og gennemsigtige, har en masse spændende potentielle applikationer, såsom haptiske feedback -systemer i smartphones og andre wearables. "

"Kobling og indeslutning af strøm i termoakustiske fasede arrays" er offentliggjort i Videnskab fremskridt den 1. juli 2020.