लचीली, पतली-फिल्म डिवाइस में किसी भी सतह को कम-शक्ति, उच्च-गुणवत्ता वाले ऑडियो स्रोत में बदलने की क्षमता होती है।
MIT के शोधकर्ताओं ने एक अल्ट्राथिन लाउडस्पीकर विकसित किया है जो किसी भी कठोर सतह को उच्च गुणवत्ता वाले, सक्रिय ऑडियो स्रोत में बदल सकता है। उनके द्वारा शुरू की गई सीधी निर्माण प्रक्रिया पतली-फिल्म उपकरणों को बड़े पैमाने पर उत्पादित करने में सक्षम कर सकती है।
यह पतली फिल्म लाउडस्पीकर पारंपरिक लाउडस्पीकर द्वारा आवश्यक ऊर्जा के एक अंश का उपयोग करते हुए न्यूनतम डिस्टोर्सन के साथ ध्वनि उत्पन्न करता है। टीम ने जिस हाथ के आकार के लाउडस्पीकर का प्रदर्शन किया, जिसका वजन लगभग एक पैसे के बराबर है, वह उच्च गुणवत्ता वाली ध्वनि उत्पन्न कर सकता है, चाहे फिल्म किसी भी सतह से जुड़ी हो।
इन गुणों को प्राप्त करने के लिए, शोधकर्ताओं ने एक भ्रामक सरल निर्माण तकनीक का बीड़ा उठाया, जिसके लिए केवल तीन बुनियादी चरणों की आवश्यकता होती है और एक गाड़ी के अंदर के हिस्से को कवर करने या एक कमरे को वॉलपेपर बनाने के लिए और काफी बड़े अल्ट्राथिन लाउडस्पीकर का उत्पादन करने के लिए किया जा सकता है।
पतली फिल्म लाउडस्पीकर समान आयाम लेकिन विपरीत चरण की ध्वनि उत्पन्न करके, एक हवाई जहाज के कॉकपिट जैसे कोलाहलपूर्ण वातावरण में सक्रिय active noise cancellation प्रदान कर सकता है; दो ध्वनियाँ एक दूसरे को रद्द कर देती हैं। लचीले उपकरण का उपयोग मनोरंजन के लिए भी किया जा सकता है, शायद थिएटर या थीम पार्क की सवारी में त्रि-आयामी ऑडियो प्रदान करके क्योंकि यह हल्का है और इसे संचालित करने के लिए इतनी कम मात्रा में बिजली की आवश्यकता होती है, डिवाइस स्मार्ट उपकरणों पर अनुप्रयोगों के लिए अच्छी तरह से अनुकूल है जहां बैटरी लाइफ सीमित है।
“कागज की पतली शीट की तरह दिखने वाली चीज़ को लेना, उसमें दो क्लिप लगाना, उसे अपने कंप्यूटर के हेडफ़ोन पोर्ट में प्लग करना और उससे निकलने वाली आवाज़ों को सुनना अच्छा लगता है। इसे कहीं भी इस्तेमाल किया जा सकता है। MIT Nano के निदेशक और एक पेपर के वरिष्ठ लेखक व्लादिमीर बुलोविक कहते हैं, “इसे चलाने के लिए बस थोड़ी सी विद्युत शक्ति की आवश्यकता होती है।”
बुलोविक ने एक रिसर्च पेपर मुख्य लेख़क Jinchin Han और सहायक सीनियर लेख़क Jeffery Lang प्रोफेसर ऑफ़ इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के साथ लिखा। यह रिसर्च IEEE Transactions of Industrial Electronics में छपा।
एक नया तरीका
हेडफ़ोन या ऑडियो सिस्टम में पाया जाने वाला एक विशिष्ट लाउडस्पीकर विद्युत प्रवाह इनपुट का उपयोग करता है जो तार के एक तार से होकर गुजरता है जो एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है, जो एक स्पीकर झिल्ली को स्थानांतरित करता है, जो इसके ऊपर की हवा को स्थानांतरित करता है, जिससे ध्वनि हम सुनते हैं। इसके विपरीत, नया लाउडस्पीकर एक आकार की पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री की एक पतली फिल्म का उपयोग करके स्पीकर डिज़ाइन को सरल बनाता है जो उस पर वोल्टेज लागू होने पर चलती है, जो इसके ऊपर की हवा को स्थानांतरित करती है और ध्वनि उत्पन्न करती है।
अधिकांश पतली-फिल्म लाउडस्पीकरों को फ्रीस्टैंडिंग के लिए डिज़ाइन किया गया है क्योंकि ध्वनि उत्पन्न करने के लिए फिल्म को स्वतंत्र रूप से झुकना चाहिए। इन लाउडस्पीकरों को सतह पर लगाने से कंपन बाधित होगा और ध्वनि उत्पन्न करने की उनकी क्षमता में बाधा आएगी।
इस समस्या को दूर करने के लिए, MIT टीम ने एक पतली फिल्म वाले लाउडस्पीकर के डिजाइन पर पुनर्विचार किया। संपूर्ण सामग्री के कंपन करने के बजाय, उनका डिज़ाइन पीज़ोइलेक्ट्रिक सामग्री की एक पतली परत पर छोटे गुंबदों पर निर्भर करता है जो प्रत्येक व्यक्तिगत रूप से कंपन करते हैं। ये गुंबद, प्रत्येक में केवल कुछ बाल-चौड़ाई, फिल्म के ऊपर और नीचे स्पेसर परतों से घिरे होते हैं जो उन्हें बढ़ते सतह से बचाते हैं जबकि अभी भी उन्हें स्वतंत्र रूप से कंपन करने में सक्षम बनाते हैं। समान स्पेसर परतें दिन-प्रतिदिन के संचालन के दौरान गुंबदों को घर्षण और प्रभाव से बचाती हैं, लाउडस्पीकर के स्थायित्व को बढ़ाती हैं।
लाउडस्पीकर बनाने के लिए, शोधकर्ताओं ने PET की एक पतली शीट में छोटे छेदों को काटने के लिए एक लेजर का उपयोग किया, जो एक प्रकार का हल्का प्लास्टिक है। उन्होंने पीवीडीएफ नामक पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री की एक बहुत पतली फिल्म (8 माइक्रोन जितनी पतली) के साथ उस छिद्रित PET परत के नीचे के हिस्से को टुकड़े टुकड़े कर दिया। फिर उन्होंने बंधी हुई चादरों के ऊपर वैक्यूम और उनके नीचे 80 डिग्री सेल्सियस पर एक ताप स्रोत लगाया।
चूंकि PVDF परत इतनी पतली है कि वैक्यूम और गर्मी स्रोत द्वारा बनाए गए दबाव अंतर ने इसे उभारा। PVDF PET परत के माध्यम से अपना रास्ता मजबूर नहीं कर सकता है, इसलिए छोटे गुंबद उन क्षेत्रों में फैलते हैं जहां वे PET द्वारा अवरुद्ध नहीं होते हैं। ये प्रोट्रूशियंस पीईटी परत में छेद के साथ स्व-संरेखित होते हैं। फिर शोधकर्ता PVDF के दूसरी तरफ एक और पीईटी परत के साथ लेमिनेट करते हैं ताकि गुंबदों और बंधन सतह के बीच एक स्पेसर के रूप में कार्य किया जा सके।
हान कहते हैं कि “यह एक बहुत ही सरल, सीधी प्रक्रिया है। यदि हम भविष्य में इसे रोल-टू-रोल प्रक्रिया के साथ एकीकृत करते हैं तो यह हमें इन लाउडस्पीकरों को उच्च-थ्रूपुट फैशन में बनाने की अनुमति देगा। इसका मतलब है कि इसे बड़ी मात्रा में बनाया जा सकता है, जैसे दीवारों, कारों या विमान के अंदरूनी हिस्सों को कवर करने के लिए वॉलपेपर “।
Source MIT News