国际 2024-04-26 19:59

New study unveils shape-co<em></em>nfigurable MXene-ba<em></em>sed thermoacoustic loudspeakers with tunable sound directivity

最近的研究导致了薄膜型形状可配置扬声器的发展。这些扬声器基于MXene的独特特性,提供可调谐的声音指导性,并为快速增长的可穿戴电子产品领域带来巨大的希望。这项研究发表在《先进材料》杂志上。

传统扬声器振动膜片体积较大,在与可穿戴设备集成时受到限制。然而,该团队的超薄热声(TA)扬声器不受这些限制,在这一领域展示了非凡的潜力。由于这些扬声器在机械变形下的低声压级(SPL)和有限的一致性,挑战在于将它们配置成任意形状。

为了克服这些挑战,研究团队专注于控制MXene导体单位面积的热容量和衬底的热流通量。通过这种方法,他们成功地开发了一种基于mxene的超薄TA扬声器,该扬声器在15 kHz时具有74.5 dB的高SPL输出,并且在14天的持续时间内保持稳定的声音性能。

这项研究的一个关键突破是能够在各种弯曲、扭曲、圆柱形和拉伸基里格米构型中产生双向和不受变形影响的声音。厚度小于热穿透深度的聚对二甲苯衬底,使扬声器能够在多个方向输出声音,而不考虑其形状。

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此外,研究人员还将他们的创新扩展到超薄、大面积(20厘米× 20厘米)基于mxene的TA扬声器的抛物线和球形版本。这些扬声器分别展示了声音聚焦和3D全方位声音生成属性,为沉浸式音频体验开辟了新的可能性。

这项研究是由UNIST能源与化学工程学院的Hyunhyub Ko教授和他的研究小组与韩国化学技术研究院(KRICT)的Ki-Seok An博士团队合作进行的。

该研究的共同第一作者、美国佐治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)的金金荣博士强调了基于mxene的扬声器的卓越性能。MXene的二维导电性和聚对二甲苯的可控制厚度相结合,使得生产具有优越性能的热声扬声器成为可能。

本研究开发的超薄扬声器生产技术有可能成为各种可穿戴设备和形状变形声控制的关键技术。

高教授强调热声扬声器技术的广泛应用。他指出:“定制设备结构设计、实现形状转换和方向可调扬声器的能力,为便携式和家庭音响系统、主动噪声控制、灵活主动显示和沉浸式娱乐系统开辟了可能性。”