Nelson Sepulveda y su invento. Foto: G.L. Kohuth. MSU.
Investigadores de la Universidad Estatal de Michigan han desarrollado un dispositivo semejante al papel que genera energía con el movimiento humano y que, además, puede actuar como altavoz y micrófono, según se informa en un comunicado de la citada universidad. Los resultados se publican en 'Nature Communications'.
Se trata del primer transductor “ultrafino, flexible, escalable y bidireccional, lo que significa que puede convertir energía mecánica en energía eléctrica y energía eléctrica en energía mecánica", explican los investigadores.
Este dispositivo, denominado nanogenerador de ferroelectreto (FENG por sus siglas en inglés), puede ser utilizado para crear altavoces plegables, periódicos que hablan y programas informáticos (parches) que se activan por la voz, para proteger los ordenadores.
El año pasado, este mismo equipo ya había demostrado la eficacia de este dispositivo, que tiene forma de hoja, para alimentar un teclado, proporcionar electricidad a luces LED o a una pantalla táctil. Funcionó al tacto, es decir, bastó con una pulsión táctil para que el dispositivo se activara y convirtiera la energía mecánica en energía eléctrica.
Ahora, el equipo ha descubierto que el dispositivo también se puede emplear como micrófono, ya que es capaz de captar las vibraciones del sonido y convertirlas en energía eléctrica. También se podría usar como altavoz, convirtiendo la energía eléctrica en energía mecánica.
"Imagínese un día en que alguien pueda sacar un altavoz ligero de su bolsillo, pegarlo en la pared y transmitir su discurso a una sala llena de gente", explica Nelson Sepúlveda, profesor asociado de Ingeniería Eléctrica e Informática de la MSU. "O imagine un periódico en el que las páginas actúan como micrófonos y altavoces", añade.
Se trata del primer transductor “ultrafino, flexible, escalable y bidireccional, lo que significa que puede convertir energía mecánica en energía eléctrica y energía eléctrica en energía mecánica", explican los investigadores.
Este dispositivo, denominado nanogenerador de ferroelectreto (FENG por sus siglas en inglés), puede ser utilizado para crear altavoces plegables, periódicos que hablan y programas informáticos (parches) que se activan por la voz, para proteger los ordenadores.
El año pasado, este mismo equipo ya había demostrado la eficacia de este dispositivo, que tiene forma de hoja, para alimentar un teclado, proporcionar electricidad a luces LED o a una pantalla táctil. Funcionó al tacto, es decir, bastó con una pulsión táctil para que el dispositivo se activara y convirtiera la energía mecánica en energía eléctrica.
Ahora, el equipo ha descubierto que el dispositivo también se puede emplear como micrófono, ya que es capaz de captar las vibraciones del sonido y convertirlas en energía eléctrica. También se podría usar como altavoz, convirtiendo la energía eléctrica en energía mecánica.
"Imagínese un día en que alguien pueda sacar un altavoz ligero de su bolsillo, pegarlo en la pared y transmitir su discurso a una sala llena de gente", explica Nelson Sepúlveda, profesor asociado de Ingeniería Eléctrica e Informática de la MSU. "O imagine un periódico en el que las páginas actúan como micrófonos y altavoces", añade.
Tecnología
La tecnología subyacente en este dispositivo consiste en una oblea de silicona fabricada con diversas capas de plata, poliimidas (grupo de polímeros fuertes y resistentes al calor y a los agentes químicos) y de la fibra sintética conocida como polipropileno, a las que se añaden iones. Cada capa del dispositivo queda así conteniendo partículas cargadas. La energía eléctrica se crea cuando el dispositivo es comprimido por el movimiento humano, o energía mecánica.
Con este sistema los investigadores crearon un parche de seguridad que se vale del reconocimiento de voz para acceder a un ordenador. "El dispositivo es tan sensible a las vibraciones que capta los componentes de frecuencia de su voz", explican los investigadores.
Para demostrar el efecto de altavoz, el dispositivo se incrustó en una bandera de la citada universidad y la música se canalizó desde un iPad a través de un amplificador. La bandera reprodujo un himno de forma impecable. "La bandera misma se convirtió en el altavoz", explica Sepúlveda.
Los investigadores piensan al respecto que esta tecnología puede sustituir en el futuro a los bafles tradicionaes que necesitan una fuente de alimentación muy potente.
"Imagínese un periódico", agrega Sepúlveda, "en el que las hojas son micrófonos y altavoces. Usted podría tener esencialmente un periódico activado por voz que le conteste".
Wei Li, investigador de ingeniería de MSU y autor principal del artículo en Nature Communications, añade que otras aplicaciones potenciales del FENG incluyen láminas que anulan el ruido y una pulsera de control de salud que está protegida por la voz.
"Muchas personas se están enfocando en los aspectos visuales y táctiles de la electrónica flexible", dice Li, "pero también estamos destacando las posibilidades de hablar y escuchar de esta tecnología", añade.
La tecnología subyacente en este dispositivo consiste en una oblea de silicona fabricada con diversas capas de plata, poliimidas (grupo de polímeros fuertes y resistentes al calor y a los agentes químicos) y de la fibra sintética conocida como polipropileno, a las que se añaden iones. Cada capa del dispositivo queda así conteniendo partículas cargadas. La energía eléctrica se crea cuando el dispositivo es comprimido por el movimiento humano, o energía mecánica.
Con este sistema los investigadores crearon un parche de seguridad que se vale del reconocimiento de voz para acceder a un ordenador. "El dispositivo es tan sensible a las vibraciones que capta los componentes de frecuencia de su voz", explican los investigadores.
Para demostrar el efecto de altavoz, el dispositivo se incrustó en una bandera de la citada universidad y la música se canalizó desde un iPad a través de un amplificador. La bandera reprodujo un himno de forma impecable. "La bandera misma se convirtió en el altavoz", explica Sepúlveda.
Los investigadores piensan al respecto que esta tecnología puede sustituir en el futuro a los bafles tradicionaes que necesitan una fuente de alimentación muy potente.
"Imagínese un periódico", agrega Sepúlveda, "en el que las hojas son micrófonos y altavoces. Usted podría tener esencialmente un periódico activado por voz que le conteste".
Wei Li, investigador de ingeniería de MSU y autor principal del artículo en Nature Communications, añade que otras aplicaciones potenciales del FENG incluyen láminas que anulan el ruido y una pulsera de control de salud que está protegida por la voz.
"Muchas personas se están enfocando en los aspectos visuales y táctiles de la electrónica flexible", dice Li, "pero también estamos destacando las posibilidades de hablar y escuchar de esta tecnología", añade.
Referencia
Nanogenerator-based dual-functional and self-powered thin patch loudspeaker or microphone for flexible electronics. Nature Communications 8, Article number: 15310 (2017). doi:10.1038/ncomms15310
Nanogenerator-based dual-functional and self-powered thin patch loudspeaker or microphone for flexible electronics. Nature Communications 8, Article number: 15310 (2017). doi:10.1038/ncomms15310