Новое использование графена

В самых широких кругах ученых сейчас обсуждают новость о том, что в университете Беркли специалистами созданы наушники на основе графена. О применении графена как нового материала сказано немало. В частности, и о том, что возможными сферами применения графена могут стать сенсорные экраны, солнечные батареи, накопители энергии, сотовые телефоны. И также супербыстрые компьютерные чипы, которые сейчас производятся из кремния.

Как считает Томас Палациос, исследователь графена из Массачусетского Технологического института, в ближней и среднесрочной перспективе, графену будет сложно занять место кремния как основного материала для производства компьютерной «начинки». Кремний производят уже свыше сорока лет. Стоимость производства кремния на планете оценивается в миллиарды долларов.

Однако, благодаря выдающимся физическим и электрическим свойствам графена, он находит все большее применение. И вот теперь созданы наушники на основе графена. Даже опытный образец без каких-либо оптимизаций выдал такие частотные характеристики, которые можно смело сопоставить с характеристиками современных коммерческих продуктов.

Как известно, для большинства динамиков необходима диафрагма, чтобы создавать звуковое давление с помощью механической вибрации. Qin Zhou и Alex Zettl из Беркли, которые изобрели наушники, утверждают, что для слуха человека идеальный динамик или наушник должен создавать непрерывное звуковое давление с частотой от 20 Гц до 20 кГц.

Значит, он должен иметь ровную амплитудно-частотную характеристику. А эти наушники более-менее удовлетворяют указанным требованиям. Они необычные, поскольку диафрагма динамика выполнена из многослойного графена. Она зажата между двумя электродами, которые создают электрическое поле. Осцилляция это поля вызывает вибрацию графена, что и порождает звук.

Графеновый динамик – практически без какого-либо акустического дизайна. Однако он сравним или даже превосходит коммерческие продукты по своим характеристикам. Все дело в том, что в современных динамиках диафрагма требует демпфирования. Это необходимо, чтобы избежать нежелательных частотных характеристик.

Обеспечить такое демпфирование достаточно сложно и обходится недешево. И требует затрат энергии. У графеновой диафрагмы такого недостатка нет. Она настолько прочная и лёгкая, что её демпфирует воздух. Вот откуда экономия энергии. Эксперты считают, что в скором времени графен вполне может стать доминирующим материалом для производства динамиков широкого спектра устройств: от мобильных телефонов, до концертных колонок.