Loại vải mới có thể phát hiện và sản sinh âm thanh

(Sóng trẻ) - Các nhà khoa học tại Đại học Công nghệ Nanyang phát minh một loại vải có thể phát hiện và sản sinh âm thanh.

Lấy cảm hứng từ thính giác của con người, nhóm nghiên cứu tại Đại học Công nghệ Nanyang và Trường Thiết kế Rhode Island đã đặt mục tiêu tạo ra loại "vải âm thanh" mềm mại, bền và thoải mái. Từ đó, họ lên ý tưởng phát triển loại vải đặc biệt, hoạt động giống như thiết bị thu thanh.

Theo cơ chế, loại vải này sẽ chuyển đổi âm thanh thành dao động cơ học, sau đó biến chúng thành tín hiệu điện, giống với cơ chế nghe của tai con người. Nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature.

Ngoài ra, theo Wei Yan, trợ lý giáo sư ở Đại học Công nghệ Nanyang, trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết vải của họ có thể tích hợp vào vỏ tàu vũ trụ để phát hiện lượng bụi vũ trụ tích tụ hoặc dùng cho các tòa nhà để phát hiện vết nứt hoặc điểm căng do áp lực. Nó thậm chí có thể dệt thành lưới thông minh để theo dõi cá ở biển.

Các nhà nghiên cứu sản xuất vải nghe âm thanh bằng cách dùng sợi co giãn cấu tạo từ vật liệu áp điện, một chất rất nhạy trước tín hiệu điện. Mẫu vải mới thu những rung động nhỏ và biến đổi thành tín hiệu điện, ghi lại trên một thiết bị để kiểm tra lại sau đó. 

Nhằm chứng minh ý tưởng, Yan và cộng sự để vải dệt bằng loại sợi đặc biệt tiếp xúc với một loạt rung động âm thanh từ thư viện vắng lặng tới giao thông đông đúc. Sản phẩm biến đổi thành công rung động thành tín hiệu điện phù hợp.

Mặt khác, nhóm nghiên cứu cũng xem xét liệu loại vải mới có thể vận hành như một chiếc loa chuyển dữ liệu tín hiệu điện thành rung động mà chúng ta có thể nghe được hay không. Họ ghi âm một chuỗi từ và đưa đoạn ghi âm vào sợi vải. Mẫu vải thu tín hiệu điện và biến đổi ngược lại thành rung động nền mà tai người có thể phát hiện.

Điều đáng ngạc nhiên là loại vải này có thể thu được những âm thanh khác nhau, từ tiếng động yên tĩnh nhất trong thư viện, đến những thanh âm nhộn nhịp trên đường phố đông đúc. Ngoài ra, nó cũng có khả năng xác định chính xác hướng của những thanh âm xảy ra đột ngột, chẳng hạn tiếng vỗ tay. Trong khi đó, vải vẫn giữ được các đặc tính vốn có, như có thể giặt hoặc vắt bằng máy.

Trong thí nghiệm đầu tiên, nhóm nghiên cứu khâu vải vào lưng áo phông, sau đó vỗ tay trong lúc đứng ở nhiều vị trí khác nhau. Họ muốn xem liệu mẫu vải có thể xác định hướng bắt nguồn của âm thanh hay không. Kết quả là sản phẩm phát hiện góc của âm thanh từ khoảng cách 3m. Tiếp theo, các nhà nghiên cứu khâu một sợi hợp chất vào đường viền áo và để một tình nguyện viên khỏe mạnh mặc. Đúng như dự kiến, mẫu vải theo dõi chính xác nhịp tim của tình nguyện viên.

Yoel Fink, một nhà nghiên cứu tại MIT và là đồng tác giả của nghiên cứu cho biết: “Kết quả của nghiên cứu này cung cấp một cách hoàn toàn mới để các loại vải có thể lắng nghe cơ thể chúng ta và môi trường xung quanh. Sự cống hiến của các sinh viên và nhân viên trong thời điểm đại dịch rất đáng để chúng ta khen ngợi".