Pirmais grafēna audio skaļrunis viegli pārspēj tradicionālos dizainus

Lielākā daļa skaļruņu darbojas, izmantojot diafragmu, kas rada spiediena viļņus gaisā, mehāniski vibrējot. Lai nodrošinātu cilvēka dzirdamību, ideālam skaļrunim vai austiņām ir jārada nemainīgs skaņas spiediena līmenis no 20 Hz līdz 20 kHz, t.i., tai jābūt ar vienmērīgu frekvences reakciju, saka Qin Zhou un Alex Zettl, kuri abi strādā Kalifornijas Universitātē Bērklijā.

Šodien šie puiši atklāj austiņu izmēra skaļruni, kas vairāk vai mazāk atbilst šai prasībai. Neparastais šajā skaļrunī ir tas, ka diafragma ir izgatavota no dažiem grafēna slāņiem, oglekļa vistas stieples materiāla, kas maina visu, sākot no tranzistora dizaina līdz daļiņu fizikas eksperimentiem.

Jaunais skaļrunis ir vienkāršs. Tas sastāv no grafēna diafragmas, kas iestiprināta starp pāris elektrodiem, kas rada elektrisko lauku. Kad šis lauks svārstās, tas izraisa arī grafēna vibrāciju, un tas rada skaņu.

Jaunās ierīces neparastais ir tās veiktspēja. Grafēna skaļrunis ar gandrīz nekādu specializētu akustisko dizainu darbojas salīdzināmi ar augstas kvalitātes komerciālām austiņām, saka Zhou un Zettl.

Iemesli ir skaidri. Jebkura skaļruņa diafragma būtībā ir vienkāršs harmoniskais oscilators ar raksturīgu masu un atjaunojošo spēku, kas nosaka veidu, kā tas vibrē dažādās frekvencēs. Lielākajai daļai diafragmu ir jābūt slāpētām, lai paplašinātu to darbības frekvenču diapazonu. Taču, kā norāda Džou un Zetls, slāpēšanas inženierija ātri kļūst sarežģīta un dārga un rada neizbēgamu enerģijas neefektivitāti.

Viens no veidiem, kā samazināt nepieciešamo slāpēšanas tehnoloģiju, ir padarīt diafragmu ļoti plānu un vieglu ar nelielu atsperes konstanti, lai gaiss pats slāpētu tās kustību. Taču tā vienmēr ir bijusi sarežģīta iespēja, ņemot vērā to, cik vāji un trausli vairums materiālu kļūst, kad tie ir plāni.

Tāpēc grafēns ir ideāls kandidāts. Tas ir elektriski vadošs, tam ir ārkārtīgi mazs masas blīvums, un to var konfigurēt tā, lai tam būtu ļoti maza efektīvā atsperes konstante, saka Džou un Zetls. Un, protams, tas ir arī ļoti spēcīgs.

Šie puiši ir izveidojuši skaļruni, kā diafragmu izmantojot plānu grafēna plēvi, kura ir tikai 30 nm bieza un 5 mm diametrā. Viņi ir salīdzinājuši tā veiktspēju ar parastajām Sennheiser MX-400 austiņām ar daudzsološiem rezultātiem. Pat bez optimizācijas skaļrunis spēj radīt izcilu frekvences reakciju visā dzirdamajā apgabalā (20 Hz ~ 20 KHz), kas ir salīdzināms vai labāks par parastā dizaina komerciālo kolēģu veiktspēju.

Tas ir ērts rezultāts. Pats labākais, ka gaisa slāpētais grafēns pārvērš lielāko daļu savas enerģijas skaņā un tādējādi ir ārkārtīgi energoefektīvs. Tas būs noderīgi mobilajām ierīcēm, kurās enerģijas patēriņš ir ļoti svarīgs

Tāpēc nav grūti iedomāties, ka austiņas, kurās izmanto grafēnu, būs pieejamas īstermiņā un ilgtermiņā var dominēt tirgū. Vērts turēt ausi vaļā.

Atsauce: http:// arxiv.org/abs/1303.2391 : Elektrostatiskais grafēna skaļrunis

paslēpties