Технологии Углерод был впервые использован в микрофонах и громкоговорителях в виде кристалликов. Теперь он применяется в новой форме, в виде слоев всего лишь в несколько атомов толщиной. Они генерируют звук от источников тепла.
Метод этот назван термоакустическим звуком, и он обходится без громоздких магнитов, которые нужны обычным колонкам. Он также позволяет создавать динамики практически любой формы и размеров.
Автором изобретения является Чжи Вон Сук (Ji Won Suk) из Техасского университета в Остине (University of Texas, Austin). Он использовал принцип, известный и ранее: разработчик подал ток через материал, в результате чего тот нагрелся. Таким способом можно также регулировать температуру.
Сук проделал то же самое с графеном, который состоит из атомов углерода, расположенных в определенной закономерности. Этот материал является хорошим проводником, который также отлично передает тепло. Сук сделал слой графена толщиной менее одного нанометра и положил его на стекло и на два различных типа пластика. Затем он пропустил через него переменный ток различных частот - от 500 до 22 циклов в секунду. В результате получил... звук.
Обычные динамики используют колебательный электрический ток для управления магнитами, которые затем вызывают вибрацию диафрагмы. В этом случае графен не вибрирует. Скорее, он передает тепловую энергию в воздух. А эта передача тепловой энергии движет молекулы воздуха аналогично колебаниям динамиков, так что в итоге получается звук.
По словам ученого, наилучшими материалами в качестве подложки являются теплоизоляционные - таким образом больше энергии уходит в воздух. В идеале динамики из графена нужно будет подвешивать в воздухе, но, учитывая, что они будут плотностью всего в несколько атомов, то это не практично, сказал он.
Графен можно ставить на подложки, которые могут быть любой формы. Сук отметил, что звук можно регулировать, изменяя форму графеновых слоев, которые сами по себе являются гибкими. Исследователь добавил, что пока не проверял пределы использования графена - он применил относительно небольшое количество тока, в масштабах сотен миллиампер.
Результаты экспериментов ученого появились в журнале Advanced Materials.
