Une équipe du MIT et de la Rhode Island School of Design a développé un tissu acoustique qui fonctionne comme un microphone, convertissant le son en vibrations mécaniques avant de les transmettre en signaux électriques, tout comme nos oreilles.
Tous les tissus vibrent en réponse au son, bien que ces vibrations soient à l'échelle nanométrique et donc trop infimes pour être perçues. Pour capturer ces signaux subtils, les chercheurs ont développé une fibre flexible qui se plie avec le tissu comme le font les algues à la surface de l'océan lorsqu'elles s'y emmêlent.
Le matériau convertit les ondes sonores en signaux électriques grâce à un processus « piézoélectrique » : il peut capturer les sons d'intensité entre la bibliothèque silencieuse et la circulation urbaine et déterminer leur direction. Le tissu acoustique a également la capacité de détecter les caractéristiques du rythme cardiaque du porteur et de générer des sons.
Applications possibles
L'étude détaillant le dispositif a été publié le Nature. L'auteur principal Wei Yan voit de nombreuses utilisations pour le tissu acoustique.
Vous pouvez converser avec un vêtement acoustique pour répondre aux appels et interagir avec les autres. De plus, les problèmes cardiaques et respiratoires peuvent être surveillés en temps réel, en continu et à long terme, avec ce tissu.
Les chercheurs prédisent qu’un tissu directionnel de détection du son pourrait aider les personnes malentendantes à écouter un haut-parleur dans un environnement bruyant. Un tissu acoustique pourrait être incorporé aux vêtements de maternité pour aider à surveiller le rythme cardiaque fœtal du bébé.
De plus, il pourrait même être intégré aux bâtiments pour « écouter » les fissures et les déformations. Les frontières sont très vastes.
Superposition sonore
Le tissu est utilisé depuis longtemps pour amortir ou étouffer le son : pensez à la moquette de nos maisons ou aux panneaux pour insonoriser les pièces. L'équipe du MIT travaille depuis des années pour ajouter des fonctionnalités aux tissus en améliorant les caractéristiques des matériaux. Dans ce cas, ils se sont inspirés d’un instrument incroyable : l’oreille humaine.
Dans l’oreille, les ondes sonores du monde extérieur sont converties en vibrations et signaux électriques. Lorsque ces ondes atteignent notre oreille, dans un organe tridimensionnel extrêmement sensible et complexe appelé timbale, se traduisent en vibrations mécaniques par une couche circulaire de fibres. Les vibrations sont ensuite captées par de petits os et transportées vers l'oreille interne, où le limaçon transforme les ondes en signaux électriques reconnus et interprétés par le cerveau.
L’équipe souhaitait construire une « oreille » douce, durable, confortable et capable de détecter le son. Son étude a révélé qu’un tel tissu acoustique nécessiterait des fibres rigides ou à « haut module » pour convertir efficacement les ondes sonores en vibrations.
Suivant ces lignes directrices, l’équipe a construit un premier bloc de matériau composé d’une couche piézoélectrique et d’autres éléments augmentant les vibrations en réponse aux ondes sonores. Le bloc, de la taille d'un marqueur épais, était ensuite chauffé et « effiloché » en fibres fines et très longues (environ 40 mètres). Un nouveau tissu intelligent.
Bonne écoute
Les scientifiques ont testé la sensibilité sonore de la fibre en l'attachant à une feuille de mylar suspendu au plafond. Ils ont utilisé un laser pour évaluer la vibration de la feuille et, par conséquent, la fibre en réponse aux sons émis par un haut-parleur à proximité.
Les performances de la fibre sur la membrane étaient comparables à celles d'un microphone à main.
Ensuite, l'équipe a tissé la fibre avec des fils conventionnels pour produire des panneaux de tissu drapables et lavables en machine.
"Cela ressemble presque à une veste légère, plus légère qu'un jean, mais plus lourde qu'une chemise habillée", explique le co-auteur. Elizabeth Meiklejohn, qui a filé le tissu acoustique à l'aide d'un métier à tisser standard.
Cette étude propose une toute nouvelle approche du textile pour écouter notre corps et le monde qui nous entoure.
