Luidspreker of microfoon? Dit flinterdunne plaatje is het alletwee

De wereld maakte eind 2016 al kennis met dit speciale, metaalachtige ’papiertje’. Het is uiterst gevoelig en tegelijk zo flexibel en flinterdun dat je het kunt oprollen. En zonder het op voorhand op te laden, kun je er door te drukken elektriciteit mee genereren. Daarmee hebben ze bijvoorbeeld al dit mini-toetsenbord kunnen creëren.

Hoewel dit al cool is, laten de onderzoekers nu ook zien dat je het plaatje zowel als microfoon als luidspreker kunt gebruiken.

Zelfs stemherkenning mogelijk

Om het gebruik van de microfoon te demonstreren sloten ze het dingetje op een laptop aan. Via het plaatje kon de computer de stem van de proefpersoon herkennen, en verleende de pc de proefpersoon toegang tot de rest van de computerinhoud.

Het geheim achter het papiertje is dat het bestaat uit verschillende soorten chemische elementen (zoals zilver) en verschillende soorten polymeren (grote ketens van hetzelfde soort moleculen) zoals polypropeen en imide. En de laagjes zijn zo geordend dat er twee verschillende elektrische polen aan beide kanten van het plaatje ontstaan. Wanneer de materialen nog maar ietsjes dichter tegen elkaar worden aan gedrukt (door vingers of stem) worden er door deze spanning elektrische signalen opgewekt.

Van microfoon tot luidspreker: een kleine stap

Het fenomeen in de alinea hierboven wordt in de natuurkunde het zogenaamde piëzo-elektrisch effect genoemd. En het mooie is dat dit piëzo-elektrisch effect ook andersom gebruikt kan worden. Door het te voeden met elektrische signalen kunnen de materialen ook weer uitzetten. Zo wordt elektrische energie omgezet in mechanische energie.

En zo kan het dus dat het papiertje ook als luidspreker gebruikt kan worden. Daarom, als tweede demonstratie, stopten de onderzoekers het papiertje (samen met een audioversterkertje) in een vlaggetje van de Universiteit. Aangesloten op een I-pad via een gewone geluidskabel kon het papiertje luid en duidelijk muziek uit de vlag laten schellen. Meer precies: het thema-lied van de American Football-club van de Universiteit van Michigan.

Hoofdonderzoeker Nelson Sepulveda liet aan De Kennis van Nu weten dat het ook mogelijk moet zijn om de plaatjes draadloos aan te sluiten, maar het onderzoek hiernaar loopt nog. Het plaatje doet de ingenieurs dromen van meerdere toepassingen: opvouwbare luidsprekers en microfoons, stemherkenningsplaatjes aan de muren huis, een pratende krant, enzovoort. Het is afwachten of het praktisch en economisch ook mogelijk is om de plaatjes op grote schaal te produceren.

Dit artikel werd verzorgd door de wetenschapsredactie van De Kennis van Nu (NTR).

Radio 1 houdt je dagelijks op de hoogte over de laatste ontwikkelingen in de wetenschap

Maandag t/m vrijdag rond 16.20 uur in Nieuws en Co
Dinsdag en vrijdag rond 10.50 uur in de Ochtend