Fibra acústica produzida pelo MIT pode detectar e produzir sons

Coisa do futuro: o que diferencia a nova fibra das fibras ópticas comuns é o elaborado arranjo geométrico de vários materiais diferentes.

taniager

12 Julho 2010 | 21h56

O que diferencia a nova fibra das fibras ópticas comuns é o elaborado arranjo geométrico de vários materiais diferentes. Crédito: cortesia de Greg Hren/Laboratório de Pesquisa de Eletrônica do MIT.

O que diferencia a nova fibra das fibras ópticas comuns é o elaborado arranjo geométrico de vários materiais diferentes. Crédito: cortesia de Greg Hren/Laboratório de Pesquisa de Eletrônica do MIT.

Pesquisadores do Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) desenvolveram recentemente uma fibra funcional que pode detectar e produzir sons. Algumas das inúmeras aplicações para a nova fibra incluem roupas que poderão funcionar como microfones sensíveis para monitorar e capturar as funções corporais, bem como filamentos finíssimos que poderão medir o fluxo sanguíneo em capilares ou medir a pressão no cérebro.

O que diferencia a nova fibra das fibras ópticas comuns é o elaborado arranjo geométrico de vários materiais diferentes. Este arranjo permite que a fibra permaneça intacta após o processo de aquecimento e modelagem.  

O coração destas fibras acústicas é um plástico comumente usado em microfones. O conteúdo de flúor do plástico foi alterado pelos cientistas de forma a manter suas moléculas alinhadas assimetricamente – com átomos de flúor alinhados em um lado e átomos de hidrogênio de outro – durante o aquecimento e modelagem. A assimetria das moléculas produz o plástico piezelétrico, o que significa que ele muda de forma quando um campo elétrico é aplicado.

Em um microfone piezelétrico convencional, o campo elétrico é gerado por eletrodos de metal. Como no microfone de fibra acústica o processo de modelagem poderia fazer com que os eletrodos perdessem seu formato, os pesquisadores usaram eletrodos de grafite. Quando aquecido, o plástico condutor mantém uma viscosidade maior – produz um líquido espesso – que aquela produzida pelo metal.

O processo não apenas impede a fusão dos materiais, como também produz fibras com uma espessura regular.

Apesar do delicado equilíbrio exigido pelo processo de fabricação, os pesquisadores foram capazes de construir fibras funcionais no laboratório. Ao conectá-las a uma fonte de alimentação e aplicar uma corrente sinusoidal – uma corrente alternada cujo período é muito regular – ela vibra. É possível ouví-las quando vibram em frequências audíveis.

Além de microfones que podem ser usados como roupas e de sensores biológicos, outras aplicações para as fibras acústicas poderão incluir redes de monitoramento de fluxo de água nos oceanos e sistemas de imagem de sonar para grandes áreas com maior resolução. Uma tecelagem de fibras acústicas poderia produzir o equivalente a milhões de sensores acústicos. Também, o mecanismo que permite aos dispositivos piezelétricos traduzir electricidade em movimento pode funcionar em sentido inverso. “Imagine um segmento que pode gerar eletricidade quando esticado”, diz Zheng Wang um dos pesquisadores da equipe liderada por Yoel Fink.

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