Per quanto tecnologici e dotati di alte prestazioni, i dispositivi audio del nuovo millennio hanno ancora alcuni limiti: sono rigidi e ingombranti. E, soprattutto, fanno troppo affidamento sugli elettroni. Ma cosa succede se ai classici conduttori, come quelli di rame, si sostituiscono degli idrogel a base di ioni? Il risultato è una membrana trasparente come l’acqua capace di amplificare i suoni. Un report pubblicato su Science racconta come funziona.
L’equipe di scienziati provenienti dalle università di Harvard (Kavli Institute for Bionano Science and Technology) e Singapore (Institute of High Performance Computing) hanno lavorato insieme per creare un prototipo di amplificatore udibile fino a cinque metri di disatanza. Il conduttore utilizzato è un idrogel a base di cloruro di sodio: il comune sale da cucina sciolto in questa matrice è dotato di una conduttività minore rispetto al rame, ma offre caratteristiche uniche di biocompatibilità e elasticità. Oltre a poter lavorare con frequenze fino a 10 kilohertz e voltaggi di 10 kilovolts.
L’amplificatore trasparente è formato da tre strati circolari di una membrana dielettrica, un idrogel a base di poliacrilammide del raggio di cinque centrimetri e due elettrodi – questi sì di rame – che mediano i segnali audio analogici e innescano le correnti ioniche. Durante la riproduzione di file musicali, l’amplificatore converte nuovamente i segnali trasportati dagli ioni in suoni udibili dall’orecchio umano.
“I conduttori elastici possono essere impiegati nei dispositivi biomedici”, ha detto Zhigang Suo, ingegnere dei materiali e coautore dello studio, “Per esempio, nei soft robots somiglianti agli esseri umani che utilizzano che utilizzano nervi artificiali. Ma potrebbero essere usati anche a basse frequenze e basso voltaggio, così da diventare sensori capaci di trasformare la pressione delle dita in segnali elettrici interpretabili da un computer”.
Una volta sul mercato, gli idrogel avranno il compito di trasformare i conduttori elettronici in dispositivi ionici. Oltre a rendere il design dei nuovi dispositivi più flessibile, permetteranno di varcare una volta per tutte il confine che separa la tecnologia digitale dall’integrazione diretta con il corpo umano (vedi Galileo: Un orecchio bionico stampabile). Il salto dagli elettroni agli ioni è tutta un’altra musica.
Riferimenti: Science Doi: 10.1126/science.1240228
Credits immagine: Christoph Keplinger and Jeong-Yun Sun, Whitesides and Suo Research Groups, Harvard University
