I ragni stanno ispirando una nuova generazione di microfoni

da | 17 Mag 2024 | Tech

Gli ingegneri e gli scienziati hanno sempre nutrito un fascino particolare per la seta dei ragni, un materiale simile alla seta dei bachi da seta ma leggerissima e dalla resistenza straordinaria.

Finora la si è usata come fonte d’ispirazione per armature leggere e traspiranti, o materiali che potrebbero rendere più robusti i componenti degli aerei senza aumentarne il peso. Ora però un team di ricercatori sta pensando di usare la seta di ragno per progettare microfoni ultra-sensibili che potrebbero rivoluzionare il trattamento della perdita dell’udito e migliorare altri dispositivi di ascolto.

A raccontarlo è il New York Times, che spiega che un team di ricercatori della Binghamton University e della Cornell University ha scoperto che le ragnatele permettono ai ragni di percepire i cambiamenti nella pressione dell’aria fino a una distanza di circa tre metri. Il funzionamento è analogo a come i timpani umani vibrano in risposta ai suoni.

Tuttavia, mentre i timpani vibrano quando vengono colpiti da onde di pressione, le ragnatele si muovono seguendo il flusso dell’aria, un principio che ha ispirato il dottor Ronald Miles e il suo team a progettare un nuovo tipo di microfono. In collaborazione con Jian Zhou e Junpeng Lai, Miles ha dunque creato un dispositivo basato sui principi scientifici della seta dei ragni.

Presentato al 186° meeting della Società Acustica d’America a Ottawa, consiste in un’asta sottilissima a sbalzo, realizzata in silicio, che risponde alle minime fluttuazioni dell’aria create dai suoni. Un laser ne misura i movimenti, trasformando queste variazioni in suoni percepibili dagli esseri umani, proprio come un ragno decifra le vibrazioni della sua tela.

Il vantaggio di questo nuovo approccio è notevole. I microfoni tradizionali  che rilevano la pressione, infatti, più vogliono essere sensibili, più devono essere grandi. Con un microfono ispirato alla seta dei ragni, che risponde al flusso d’aria anziché alla pressione, sarebbe invece possibile renderli molto più piccolo senza comprometterne le prestazioni.

La tecnologia potrebbe avere applicazioni significative anche nel campo medico, in particolare per la rilevazione precoce dei problemi di udito nei neonati. Col finanziamento del National Institutes of Health, il team di Miles sta sviluppando una sonda che misura le emissioni otoacustiche, suoni molto silenziosi prodotti dalle orecchie in risposta alla pressione dell’aria. Ciò consentirebbe una diagnosi precoce e l’inizio tempestivo dei trattamenti.

Un altro vantaggio del rilevamento del flusso d’aria è la capacità di localizzare la fonte di un suono, migliorando notevolmente gli apparecchi acustici in ambienti rumorosi. Anna Rising, ricercatrice sulla seta di ragno al Karolinska Institutet in Svezia, ha evidenziato che la seta di ragno è anche ben tollerata quando impiantata. Inoltre, in alcuni esperimenti sugli animali ha mostrato di favorire la rigenerazione dei nervi periferici.

Un’altra potenzialità inattesa di questa nuova tipologia di microfoni è la rilevazione degli infrasuoni, frequenze al di sotto della gamma uditiva umana, che potrebbero essere utili per monitorare i tornado. Localizzare il suono di queste frequenze molto basse è davvero difficile con i microfoni a pressione, mentre con questi nuovi microfoni lo si potrebbe fare molto facilmente.

Sebbene i microfoni ispirati ai ragni abbiano ancora molta strada da fare prima di essere pronti per il mercato, il team ha già ottenuto un brevetto e Miles sta collaborando con una società canadese per sviluppare nuovi tipi di microfoni. A dimostrazione, una volta di più, che l’uomo ha sempre da imparare dalla natura.

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