Fibre che suonano

Sensori biologici per misurare il flusso sanguigno e vestiti che funzionano come microfoni. Sono queste alcune delle future applicazioni delle fibre “acustiche”: fibre di nuova generazione in grado di rivelare e produrre suoni. Le hanno sviluppate al laboratorio di ricerca elettronica del Massachusetts Institute of Technology di Boston (Usa). Alla guida del team Yoel Fink, che illustra l’invenzione in uno studio pubblicato su Nature Materials.

Le fibre messe a punto dai ricercatori, di forma piatta o circolare, sono in grado di convertire onde sonore in segnali elettrici e viceversa. Cuore di queste nuove tecnologie è un tipo di plastica con proprietà elettriche, contenete grafite. Il segreto è costruire fibre asimmetriche, ovvero con un lato diverso dall’altro. In particolare, Fink e colleghi hanno modellato il materiale plastico servendosi di forti campi elettrici, in modo da disporre gli ioni di fluoro – carichi negativamente – da una parte, e quelli di idrogeno – carichi positivamente – dall’altra.

Grazie a questa separazione delle cariche elettriche, la plastica acquista particolari caratteristiche, note come proprietà piezoelettriche, che permettono alla fibra di modificare forma in presenza di impulsi elettrici e viceversa. Per esempio le fibre cambiano forma sotto l’impulso di onde sonore e di conseguenza generano segnali elettrici; invece, se alimentate dalla corrente producono suoni. Inoltre, le proprietà piezoelettriche di questo materiale plastico rendono le fibre resistenti ai processi di riscaldamento ad alte temperature e di modellamento cui sono normalmente sottoposte durante la fase di produzione.

“Si possono davvero sentire i suoni prodotti da queste fibre. Basta solo collegarle a una presa elettrica e fornire corrente per sentirle vibrare. Ponendo l’orecchio vicino alle fibre è possibile sentire come queste emettano note e suoni diversi” ha affermato Noémie Chocat, uno degli autori dello studio. Il materiale potrà essere utilizzato per produrre sottili filamenti da impiegare, per esempio, in medicina per  rivelare la pressioni intracranica e il flusso sanguigno. Oppure potrebbero essere adoperate per fabbricare tessuti ricetrasmittenti, o per mettere a punto rilevatori del movimento delle acque nei mari. Il prossimo passo dei ricercatori del Mit però sarà creare fibre che uniscano le proprietà acustiche a quelle ottiche.

Riferimenti: Nature doi:10.1038/nmat2792