Prepárate: que las cortinas te canten y la comida te hable

PHILIP BALL BBC Future

Llegó la hora de presentarles otro de esos futuros imaginarios que a menudo prometen pero no cumplen: imagínense que las fotos, diarios y libros hablan; que pueden oír música que sale de las cortinas; que el empaque de la comida le susurra ya casi me voy a dañar.

Quizás parece más una pesadilla que una utopía, pero la cuestión es que algunas cosas extrañas y maravillosas serían posibles si pudiéramos hacer un parlante tan delgado, liviano y flexible como una hoja de papel.

Eso es lo que Andrew Barnard y sus colegas de la Universidad de Pensilvania exploraron en un estudio en el que reconsideraron una idea tremendamente retrofuturista de hace casi cien años: el termófono o parlante termoacústico.

En 1917 Harold Arnold y IB Crandall, de la Compañía Americana de Teléfono y Telégrafo (hoy ATT) y la compañía Western Electric, mostraron que podían crear sonido pasando corrientes alternas (CA) y directas simultáneamente por un papel aluminio muy delgado.

Lo que sucede es que el calor del papel aluminio pasa al aire que le rodea en pulsos que van al ritmo de la frecuencia de la corriente CA. Las ondas de sonido son producto de las oscilaciones en la presión del aire; un parlante ordinario las genera a través de la vibración mecánica de una membrana.

La presión del aire también se altera cuando éste se enfría o calienta, de manera que las oscilaciones térmicas del papel aluminio de Arnold y Crandall creaban una onda de sonido sin necesidad de los pesados y complicados electroimanes que se usan en los parlantes convencionales y, de hecho, sin necesidad de ninguna parte móvil.

El problema era que el volumen del sonido no era muy alto y la respuesta en frecuencia (parámetro para describir las frecuencias que puede emitir) no permitía reproducir la palabra hablada.

Por ello, la idea fue archivada por casi un siglo.

Pero en 2008, en un equipo en China descubrió que podía extraer sonido termoacústico de un nuevo material: una película fina y transparente hecha de tubos microscópicos llamados nanotubos de carbono (NTC).

Estos pequeños tubos, cuyas paredes son del grosor de un átomo y están hechos de carbono puro, son altamente robustos, necesitan muy poca energía para calentarse y son unos conductores de calor extremadamente buenos en otras palabras, lo que se necesitaba para finalmente poner en práctica la idea de Arnold y Crandall y crear parlantes tan finos como una telaraña.

ENVUELTAS EN GAS Lograr que películas de NTC emitan sonido no es lo mismo que producir sonido de alta calidad en toda la gama de las frecuencias que percibimos los humanos, desde unas pocas decenas de hertz (oscilaciones por segundos) hasta varios miles.

Así que, aunque los parlantes de NTC pueden ser muy valiosos en ciertas aplicaciones como la ecolocación funcionan perfectamente bien bajo el agua, aún no se sabe si podrán producir sonido de calidad de alta fidelidad en la sala de su casa.

Eso es lo que Barnard y sus colegas han estado poniendo a prueba. Una de las maneras de mejorar la calidad del sonido es envolver a la película de NTC con un gas que tenga una capacidad calorífica menor que la del aire como los inertes helio, argón o xenón pues así una inyección menor de energía resultaría en un gran cambio de temperatura y, por ende, de presión.

El equipo de Xiao ya lo había demostrado pero el de Barnard sugiere que ofrece la mejor alternativa para mejorar estos artilugios.

Para transmitir las vibraciones acústicas del gas inerte al aire que le rodea, de manera que podamos escuchar los resultados, habría que separar el gas y el aire con una membrana flexible.

Otra forma de enriquecer el sonido es expandiendo el área de la superficie de la película. El grupo de Pensilvania demostró que funciona: usando la misma electricidad, el volumen que produce un parlante de cuatro capas es mucho más alto.

FACTIBLE PERO NO SENCILLO Barnard y sus colegas concluyeron que sí es posible hacer un parlante de alto poder NTC, aunque no es fácil.

Las películas de NTC probablemente necesitarán estar inmersas en xenón, por ejemplo, lo que dificultaría la producción de parlantes portátiles que fueran resistentes.

Además, ya tienen competencia, como el afiche creado por una pequeña compañía británica llamada Novalia, el cual es interactivo, responde al tacto y puede generar sonidos a través de las vibraciones en el papel mismo.

Curiosamente, esa tecnología usa tintas que conducen electricidad hechas de un material de carbono puro llamado grafeno, que básicamente es lo mismo que las paredes de NTC sólo que aplastadas.

Así que, de una manera u otra, esas formas de nanocarbono parecen destinadas a llenar de sonido a nuestras vidas.