Применение графена позволило создать абсолютно плоские динамики для портативных аудиосистем - «Наука и технологии»

За последние годы наноматериалы различного типа использовались во множестве проектов, имеющих отношение к области звуковоспроизведения. К примеру, магнитные наночастицы, встроенные в мембрану громкоговорителя, позволили избавиться от тяжелого и громоздкого магнита. Так же ученые продемонстрировали способность углеродных нанотрубок к воспроизведению звука за счет их быстрого нагрева и охлаждения. Все эти проекты без сомнения являются инновационными, но подавляющее большинство из них было демонстрацией возможностей наноматериалов, а не демонстрацией новых технологий воспроизведения звука.

Не так давно исследователи из корейского Института науки и передовых технологий (Korea Advanced Institute of Science and Technology, KAIST) создали новую конструкцию абсолютно плоского громкоговорителя, предназначенного, в первую очередь, для рынка мобильных и портативных электронных устройств. Основой новой технологии является тончайшая пленка из графена и эта технология не требует наличия акустического объема для получения звука высокого качества.

Звуковые колебания в новом громкоговорителе производятся за счет термоэлектрического эффекта, эффекта быстрого нагрева материала под воздействием электрического тока. Малая толщина графеновой пленки определяет и высокую скорость его охлаждения естественным путем, что избавило от необходимости использования дополнительных элементов для принудительного охлаждения.

Технология, разработанная специалистами KAIST, отличается от других подобных технологий, в первую очередь простотой изготовления графеновых громкоговорителей. Они изготавливаются при помощи двухэтапного процесса, параметры которого позволяют рассчитывать на его успешное применение в условиях массового производства.

Процесс начинается с процедуры сублимации и сушки раствора, в котором содержатся хлопья окиси графена. При помощи достаточно простых методов, не требующих использования шаблонов и масок, окись графена "режется" на более мелкие части и в них вводятся добавки, улучшающие электрические свойства этого материала. В результате получается аэрогель N-rGOA (N-doped, three-dimensional, reduced graphene oxide aerogel).

Этот аэрогель имеет пористую структуру, которая сохраняется после нанесения материала на поверхность и окончательной сушки. В качестве примера исследователи из KAIST изготовили графеновый громкоговоритель, состоящий из 16 звуковоспроизводящих модулей, который имеет электрическую мощность в 40 Ватт и обеспечивает качество звука, сопоставимое с качеством звучания других систем на основе наноматериалов.

За счет простоты процесса производства графеновые громкоговорители могут выпускаться серийно для их использования в смартфонах и других портативных электронных устройствах. Кроме этого, такие громкоговорители не совсем обязательно должны иметь абсолютно плоскую форму, аэрогель можно наносить и на поверхности с формой любой сложности, включая стены, поверхность мебели и предметов домашнего быта.