Vải có khả năng phát âm

Các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), Mỹ, vừa chế tạo một loại vải đặc biệt có khả năng phát hiện âm thanh, truyền tín hiệu âm thanh và thậm chí tự phát ra tiếng động. Ý tưởng này mở ra hướng phát triển vật liệu thông minh, trong đó từng sợi vải không còn chỉ đảm nhiệm vai trò che phủ cơ thể hoặc tạo thành đồ dùng quen thuộc. Theo AFP, MIT đã khởi động dự án nghiên cứu loại vải có khả năng nghe và phát âm từ khoảng một thập kỷ trước, với mục tiêu tạo ra vật liệu tương tác môi trường. Nhóm nghiên cứu muốn chế tạo loại vải sở hữu nhiều đặc tính phức tạp nhất từng được phát triển, qua đó giúp những sợi nhỏ bé phản ứng trực tiếp với tác động xung quanh. Điểm đáng chú ý nằm ở cấu tạo của loại sợi mới, vốn có nhiều đặc tính tương đồng với loại nhựa thường được sử dụng trong các microphone hiện nay. Tuy nhiên, các nhà khoa học không giữ nguyên công thức vật liệu mà thay đổi hàm lượng flo trong nhựa, nhằm kiểm soát cách những phân tử bên trong sắp xếp. Sự điều chỉnh đó khiến các phân tử hình thành cấu trúc không đối xứng, yếu tố quan trọng giúp vật liệu xuất hiện một đặc tính vật lý gọi là áp điện. Vật liệu áp điện có thể biến đổi hình dạng khi được đặt trong trường điện, đồng thời tạo ra dòng điện khi chịu tác động từ lực cơ học bên ngoài. Nhờ đặc tính hai chiều này, những sợi vải do MIT chế tạo vừa có thể hoạt động như bộ phận thu nhận âm thanh, vừa có thể truyền tín hiệu đến hệ thống xử lý. Không dừng ở khả năng lắng nghe, các sợi vải còn có thể tạo ra âm thanh khi được kết nối với nguồn điện và cho một dòng điện yếu chạy qua. Dòng điện khiến sợi vải dao động, còn tần số dao động quyết định âm thanh phát ra có nằm trong vùng tai người có thể nghe được hay không. Khi dao động ở tần số phù hợp, những sợi này có thể tạo nên nhiều giai điệu, biến một vật liệu mềm mại thành thành phần có khả năng phát âm. Noemie Chocat, thành viên nhóm nghiên cứu, cho biết hiện tượng này cho thấy vải có thể đảm nhiệm đồng thời chức năng cảm biến, truyền dẫn và phát âm. Cách tiếp cận của MIT đặc biệt đáng chú ý vì sợi vải có thể tích hợp các chức năng điện tử vào vật liệu quen thuộc, thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào thiết bị cứng. Trong tương lai, những sợi có khả năng phát hiện âm thanh có thể được dùng để chế tạo microphone cực nhạy, phục vụ ghi âm lời nói hoặc theo dõi các chức năng của cơ thể. Một ứng dụng khác liên quan đến y học là sử dụng sợi vải để đo lượng máu lưu thông trong mạch, cũng như theo dõi áp suất bên trong não. Những phép đo này có thể giúp mở rộng khả năng giám sát cơ thể, bởi vật liệu mềm dễ thích ứng với bề mặt hoặc chuyển động hơn nhiều thiết bị truyền thống. MIT cũng nêu khả năng dùng sợi vải phát hiện âm thanh để chế tạo những tấm lưới theo dõi dòng chảy của nước trong đại dương. Nếu được triển khai theo hướng đó, các sợi cảm biến có thể hỗ trợ thu thập thông tin về chuyển động của nước trên phạm vi rộng. Thông tin từ các mạng lưới như vậy có thể phục vụ nghiên cứu đại dương, nơi việc quan sát dòng chảy thường đòi hỏi thiết bị chuyên dụng và quy mô triển khai lớn. Một hướng ứng dụng khác được MIT đề cập là máy chụp cộng hưởng từ có độ phân giải cực cao, nhờ khả năng cảm nhận những tín hiệu rất nhỏ. Tuy nhiên, bài nghiên cứu hiện tập trung vào việc chứng minh những khả năng cơ bản của vật liệu, chưa đưa ra sản phẩm thương mại cụ thể cho từng lĩnh vực. Từ một dự án bắt đầu khoảng mười năm trước, MIT đã đưa ý tưởng vải biết nghe và phát âm tiến gần hơn đến các ứng dụng cảm biến trong đời sống. Công trình cho thấy vật liệu quen thuộc có thể đảm nhận những nhiệm vụ từng gắn với microphone, cảm biến y tế hoặc hệ thống quan trắc chuyên dụng.