Flexibler Lautsprecher gibt Musik über Gel wieder

In einem Laborexperiment ist es ihnen gelungen, einen flexiblen Lautsprecher zu produzieren, der im Gegensatz zu seinen gegenwärtigen Pendants mit keinerlei elektronischen Bauteilen bestückt ist. Anstelle der Elektronik kommt vielmehr ein spezielles Gemisch aus an mit Ionen angereichertem Salzwasser und einem Polymer namens «Hydrogel» zum Einsatz, das für das menschliche Auge beinahe unsichtbar ist und für eine entsprechende Schallverbreitung sorgt. In Zukunft könnten mit dieser Technologie beispielsweise Musik-spielende Smartphone-Screens oder besonders effektive Lärmschutzfenster realisiert werden.

«Für diese Entwicklung haben wir uns von der Natur inspirieren lassen, genauer gesagt von der Art und Weise, wie elektronische Signale im menschlichen Körper übertragen werden», erklärt der zuständige Projektleiter Zhigang Suo von der Harvard School of Engineering and Applied Sciences. Dort wird der Fluss von elektrisch geladenen Atomen, die auch als Ionen bezeichnet werden, dazu verwendet, um es Neuronen zu ermöglichen, Informationen auszutauschen oder etwa sogar den Herzschlag zu steuern. «Die aktuelle Arbeit stellt aber lediglich eine Machbarkeitsstudie dar», stellt Suo in Zusammenhang mit den ersten erfolgreichen Testläufen im Labor klar.

Ionen, Gummi und Elektroden

Um die Vision des ersten Elektronik-freien Lautsprechers Wirklichkeit werden zu lassen, hat der Forscher gemeinsam mit seinem Team zunächst ein flexibles, aber dennoch ausreichend stabiles Basismaterial produziert. Herausgekommen ist ein Hydrogel, das mit aufgelösten Ionen angereichert ist, die sich frei in der Substanz bewegen können. Der Lautsprecher besteht demnach aus zwei Schichten dieses speziellen Gels, die durch eine Lage von durchsichtigem, isolierendem Gummimaterial voneinander getrennt werden. Beide Gelschichten sind mit Kupferelektroden verbunden.

Werden etwa von einem Computer elektrische Audiosignale ausgesandt, werden diese über die Elektroden in das Hydrogel weitergegeben, wo die Ionen in Schwingungen geraten. Dieser physikalische Prozess führt dazu, dass die isolierende Gummischicht in der Mitte mit spezifischen Frequenzen zu vibrieren beginnt, was letztendlich den Musikklang erzeugt.

Enormes Anwendungspotenzial

Dass flexible Materialen mit besonderen Eigenschaften die Zukunft im Computer-, TV- und Handysektor entscheidend mitbestimmen könnten, haben bereits mehrere Entwicklungen im Bereich von biegsamen Displays gezeigt. Trotz des frühen Prototypstadiums steckt auch im beschriebenen Fall des neuartigen Lautsprechers ein enormes Anwendungspotenzial. Geht es nach den Vorstellungen der Forscher, könnten dadurch in Zukunft Fernseher, Laptops oder Handy-Screens gebaut werden, die über die Hydrogel-Beschichtung Soundsignale ausgeben. Herkömmliche Lautsprecherboxen wären somit überflüssig. Auch die Nutzung für die Reduktion von Audiosignalen etwa bei Lärmschutzfenstern soll damit möglich sein.

(asp/pte)