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postheadericonForscher erfinden durchsichtigen und dehnbaren Lautsprecher

Publiziert am 4 September, 2013 unter Wissenschaft
Gute Nachrichten

Forscher der Harvard-Universität in Cambridge, Massachusetts, haben einen Lautsprecher auf Gel-Basis entwickelt. Dieser ist dehnbar und durchsichtig. Der Aufbau sieht folgendermaßen aus: eine dünne, transparente Gummischeibe ist wie bei einem Sandwich in zwei Hydrogelschichten eingelagert. Das Gel besteht aus Polyacrylamid, das in Salzwasser aufquillt und dadurch elektrisch leitfähig wird. Die Forscher sagen, dass der gesamte Aufbau durchsichtig wie Fensterglas ist.

Gel-Lautsprecher, positive nachrichten

© Eliza Grinnell, SEAS Communications

Das Forscherteam unter der Führung von Jeong-Yun Sun und Christoph Keplinger veröffentlichten in der Fachzeitschrift “Science” einen Bericht über diesen Lautsprecher. Man kann jedoch das “Sandwich” nicht nur für den Bau von Lautsprechern verwenden, sondern könnte daraus ebenso in der Medizintechnik künstliche Muskeln und andere Prothesen entwickeln.

 

Doch, wie funktioniert der Lautsprecher nun?

Legt man an die beiden Hydrogel-Schichten eine Wechselspannung, so bringt dies die Gummischeibe zum Schwingen, vergleichbar mit der Membrane eines herkömmlichen Lautsprechers. Wählt man die richtige Frequenz bei der anliegenden Wechselspannung, dann entsteht ein hörbarer Ton. Sun und Keplinger haben es bereits geschafft, dass die “Morgenstimmung” aus der Peer-Gynt-Suite von Edvard Grieg im Labor über die neuen Lautsprecher erklungen ist.

Im Unterschied zur klassischen Elektronik sind die Ladungsträger im Gel keine Elektronen, sondern Ionen, wie sie auch im Körper von Lebewesen als Ladungsträger Verwendung finden. Das Gel ist also biokompatibel und hat damit eine große Perspektive für Anwendungen im medizinischen Bereich. Keplinger sagt: “Die große Vision sind weiche Maschinen. Technische ionische Systeme können viele Funktionen haben, über die auch unser Körper verfügt: sie können fühlen, sie können Signale weiterleiten, uns sie können Bewegungen auslösen. Wir nähern uns tatsächlich der Art weicher Maschinen, wie sie die Biologie auf Lager hat.”

Das neuartige Material hat gegenüber den bisher erforschten ionischen Systemen zwei Vorteile: es verträgt eine ausreichend hohe Wechselspannung und durch die isolierende Gummischeibe fließen die Ionen nicht komplett durch den Stromkreislauf, sondern sie werden lediglich im Takt der Wechselspannung neu angeordnet. Das kann bis zu mehrere tausend Mal  pro Sekunde geschehen und damit können auch sehr hohe Töne übertragen werden.

Der Gel-Lautsprecher dient den Wissenschaftlern vor allen Dingen als Demonstrationsmodell, um zu beweisen, dass die Technik die gewünschten Anforderungen erfüllen kann. Aber der Lautsprecher ist nicht nur ein Vorzeigeobjekt, sondern er könnte auch kommerzielle Aufgaben erfüllen. Die Forscher denken an damit ausgestattete Fensterscheiben, um etwa den Lärm von außen durch Gegenschall komplett zu kompensieren und damit für ruhige Räume zu sorgen. Ebenso stellt man sich den Einsatz bei Tablet-PCs und Smartphones vor.

Die private Harvard-Universität arbeitet daran, die Technik für den kommerziellen Einsatz vorzubereiten, man darf demnach gespannt sein, in welchen Bereichen die “weichen” Bauteile in Zukunft vorzufinden sind.

 

Quelle: focus.de; seas.harvard.edu