Невероятная технология будущего становится реальностью

- 10.11.2008 00:00
Невероятная технология будущего становится реальностью

Слово "нанотехнологии" сейчас неизвестно, пожалуй, только младенцам – так часто упоминается оно во всех современных средствах массовой информации. Впрочем, простому смертному вовсе не обязательно понимать, что же это такое, для него главное результат. Один вот такой вот впечатляющий результат изучения микроскопических объектов недавно продемонстрировали японские учёные, проиграв на полупрозрачном листе из нанотрубок музыку.

 

Листы углеродных нанотрубок могут работать как громкоговорители, сообщают химики из пекинского университета Цинхуа (Tsinghua University).

 

Углеродные нанотрубки (carbon nanotubes — CNTs) тщательно исследуют последние двадцать лет. Какое только применение им ни прогнозировали и придумывали: в качестве нитей для космических лифтов, устройств хранения водородного топлива, чипов компьютерной памяти и охлаждающих интерфейсов для них же и так далее. Однако до сих пор никто не догадывался протестировать акустические свойства наноструктур.

 

Команда китайских учёных под руководством Шоушаня Фаня (Shoushan Fan) и их коллеги из университета Пекина (Beijing Normal University) создали тонкий лист из выровненных в одном направлении нанотрубок диаметром порядка 10 нанометров.

 

 

 

 

Когда они попробовали подать на него ток (с частотой аудиосигнала), оказалось, что лист может издавать звуки, будто совершенно плоский динамик.

 

Чтобы представить, что данное открытие значит для всей музыкальной промышленности, надо понять, как устроены стандартные громкоговорители.

Обыкновенный громкоговоритель состоит из трёх основных элементов: диффузора, подвижной катушки из проволоки и постоянного магнита. При подаче электрического сигнала на выводы катушки на её полюсах возникает магнитное поле, которое взаимодействует с полем магнита. В результате катушка вместе с диффузором начинает перемещаться относительно последнего. Эти сдвиги вызывают колебания воздуха и, как следствие, появляется звук.

Поначалу команда Фаня решила, что лист тоже движется, но показания лазерного виброметра свидетельствовали – никакого движения нет. Тогда учёные решили, что дело в термоакустическом эффекте.

Дальнейшие анализы показали, что ток, проходящий по листу, изменяет его температуру в пределах 20-80 градусов по Цельсию. Эти весьма быстрые колебания температуры изменяют давление воздуха вблизи листа, что в свою очередь приводит к появлению звука.

Вообще-то данное явление было обнаружено более века назад Уильямом Генри Присом (William Henry Preece) и Карлом Фердинандом Брауном (Karl Ferdinand Braun). Эти учёные выяснили, что даже тонкую металлическую фольгу можно заставить издавать звук, просто передав через неё переменный ток (так появилось устройство под названием "термофон"). Однако ему не суждено было снискать славу телефона, так как полученный звук был слишком тихим.

В то же время лист из углеродных нанотрубок звучит весьма громко.

Это обусловлено необычными свойствами нанотрубок, считает Фань. "Ключевым параметром, определяющим силу звука, является удельная теплоёмкость материала", — говорит он.

Удельная теплоёмкость вещества — это количество тепловой энергии, необходимой для повышения температуры одного килограмма вещества на один кельвин.

К примеру, у листа из углеродных нанотрубок она в 260 раз меньше, чем у платиновой фольги. Это означает, что первый воспроизводит звуковые волны в 260 раз эффективнее, то есть звучит значительно громче.

Динамики на нанотрубках имеют массу преимуществ перед стандартными "колонками", отмечают исследователи. Они будут работать даже при частичном повреждении листа (так как они не колеблются).

Их можно растягивать и сгибать под любую форму и размер, пишут учёные в своей статье в журнале Nano Letters.

Кроме того, в растянутом состоянии лист прозрачен, а это означает, что его можно хоть на жидкокристаллический монитор натянуть, а он всё равно будет звучать, замещая тем самым классические динамики. Смотрите, как листом накрыли экран плеера (MOV-файл, 4 мегабайта).

 Но фантазия химиков ушла ещё дальше: потренировавшись на флагах, они уже грезят о "говорящих и поющих куртках". Интересно, как учёные думают справиться с нагревом до 80 °C? А как быть со стоимостью изделий? Ведь пока что получение углеродных нанотрубок обходится не так уж и дёшево.

Другая группа учёных, которой руководит Ховард Шмидт (Howard Schmidt) из университета Райса в Хьюстоне (Rice University), теперь кусает локти. "Это так просто! И почему мы не додумались об этом раньше?" — сетует Шмидт. Теперь эти физики хотят исследовать, насколько хорошо подобные громкоговорители будут работать в жидкости. Устройства на основе нанотрубок могли бы стать подводными сонарами.

 Эксперт по нанотехнологиям Сиз Деккер (Cees Dekker) из технологического университета Делфта (Delft University of Technology) тоже очень заинтересовался этим исследованием. "Поразительно, как много применений можно найти углеродным нанотрубкам", — подытожил он.

www.membrana.ru


Ключові слова: нанотехнологии, нанотрубки

Коментарі (0)
Додати свій коментарій:
*Ім'я:
E-mail:
*Коментарій:
Символів залишилося: із
Підтвердіть, що Ви людина 
Відповідь - одне слово на тій же мові, що й питання.
Відповідь на питання «скільки» - число
Нову загадку, будь-ласка

Другие новости:

У Росії назвали «фільчиною грамотою» протест Києва через візит Путіна до Криму Депутат Держдуми Михайло Шеремет назвав протест Києва через візит президента Росії Володимира Путіна
- 27.08.2020 16:18
Як у червоній зрні у Чернівцях працює транспорт? Заступник мера Чернівців Дмитро Сірман пояснив, що
- 27.08.2020 16:10
У Мінську знову почалися масові затримання учасників протесту і журналістів Люди вийшли обурюватися діями силовиків, закрившись людей в церкви
- 27.08.2020 14:22
У B2B Jewelry обшуки СБУ 27.08.2020 створили фінансову піраміду для заволодіння коштами українських громадян
- 27.08.2020 14:15
У Чернівцях 1 вересня відкриються школи, незважаючи на червону зону карантину Депутати Чернівецької міськради вирішили дати школам можливість самим вибирати
- 26.08.2020 16:45
Лікар назвав несподівані причини головного болю За словами Агапкина, причинами проблеми часто стають звички, про зв'язок яких з головним
- 26.08.2020 12:41
За публічне заперечення суверенітету України - до 5 років в'язниці Публічні заяви про приналежність території України або частини території України іноземній державі, а
- 10.08.2020 11:11
Геращенгко пригрозив мерам міст з червоної зони, які відмовилися посилювати карантин. Ті мери міст, які займаються популізмом, хочуть стояти осторонь, розповідати, що їм
- 03.08.2020 17:52

Всі новини