Forskare har utvecklat en ny teknik för att producera ljuduppsättningar som helt produceras av värme.

Forskargruppen från Center for Metamaterial Research and Innovation vid University of Exeter använde enheter, kallas termofoner, för att skapa en helt kontrollerad uppsättning från bara en tunn metallfilm fäst vid några metalltrådar.

Resultaten, publicerad i Vetenskapliga framsteg , kan bana väg för en ny generation ljudteknik, inklusive hemmabiosystem.

Traditionellt, matriser har använts i en mängd vardagliga applikationer, inklusive ultraljud och ljudsystem. Arrays tillåter att ljud från flera källor styrs i en viss riktning, för att få större kontroll och klarhet i det producerade ljudet.

Konventionella högtalaruppsättningar förlitar sig på produktion av ljud genom driven rörelse av något föremål - till exempel en högtalarkon. Den nya studien, dock, pionjärer arrays av högtalare som producerar ljud helt genom värme:termofoner.

Även om termofoner har funnits i mer än 100 år, de har, tills nu, hade begränsad verklig tillämpning. Dock, de har en mängd fördelar från sina mekaniska motsvarigheter - inklusive inga rörliga delar och förmågan att massproduceras av billiga, hållbara material.

Avgörande, de kan till och med göras transparenta och flexibla, vilket är önskvärt för den nya vågen av flexibel teknik som produceras.

För studien, forskarna fann att, när de kombineras till en matris, termofoner kan reproducera samma kontroll över ljudfält som traditionella matriser.

Dock, de gör mycket mer än så här:eftersom de drivs av elektriska strömmar, ljudet som de producerar speglar den nuvarande bärarens subtila rörelse när de flyter genom enheten och, som ett resultat, de skapar ett mycket rikare ljudfält än traditionella arrays.

Forskarna föreslår att studien öppnar en väg för att radikalt förenkla matrisdesign, visar att med termofonteknik, det är möjligt att skapa en helt kontrollerad uppsättning av inget annat än en tunn metallfilm fäst vid vissa metalltrådar.

David Tatnell, huvudförfattare till studien och en doktorsexamen forskare vid EPSRC Center for Doctoral Training in Metamaterials sa:"Att använda värme för att producera ljud är en spelväxlare eftersom det gör att vi kan göra högtalaruppsättningar mindre än någonsin tidigare. Detta, liksom möjligheten att göra högtalarna flexibla och transparenta, har många spännande potentiella applikationer, till exempel haptiska återkopplingssystem i smartphones och andra bärbara enheter. "

"Koppling och begränsning av ström i termoakustiska fasade matriser" publiceras i Vetenskapliga framsteg den 1 juli 2020.