Inginerii de la Berkeley au creat prima cască audio cu diafragmă din grafen

Inginerii Universității din California în Berekeley au creat primul difuzor pe bază de grafen construit vreodată: o cască audio. În stare brută, fără niciun fel de optimizare, proprietățile fizice și electrice superioare ale grafenului îi permit căștii în componența căreia se află să genereze un răspuns în frecvență comparabil sau chiar mai bun decât cel al unei perechi de căști comerciale marca Sennheiser.

Un difuzior (fie boxă, cască audio, sau casca telefonului) funcționează prin vibrarea unei diafragme în general din hârtie (numită pâlnie sau membrană) care generează astfel unde de presiune în aerul dimprejur. În funcție de frecvența acestor unde, se creează diferite sunete. Urechea umană, în funcție de vârsta pe care o are, poate detecta frecvențe cuprinse între 20Hz (foarte joase) și 20KHz (foarte înalte).

În general, calitatea unui difuzor este definită prin uniformitatea răspunsului său în frecvență – altfel spus, dacă produce sunete la fel de bine, indiferent unde se află acestea în intervalul 20Hz – 20KHz. Un difuzor necalitativ poate reda sunetele bine la frecvențe joase, dar defectuos la cele înalte. Sau invers.

În cazul căștii celor de la Berkeley, diafragma este un strat de grafen cu grosimea de 30 nanometri și cu diametrul de 7mm, poziționat între doi electrozi din siliciu. Atunci când acestora li se aplică un curent electric, se produce o forță electrostatică ce determină vibrarea diafragmei din grafen, ceea ce creează sunet. Prin oscilarea caracteristicilor curentului (tensiune, intensitate, putere), diferite sunete sunt produse.

Fiind vorba despre materialul-minune grafen nu ne mirăm, dar casca audio în cauză are performanțe excepționale. Iar unul dintre motive este acela că, dacă în general diafragmele trebuie să fie amortizate (restricționate) pentru prevenirea unor răspunsuri în frecvență nedorite, diafragma de grafen nu necesită o astfel de măsură. Materialul este atât de rezistent încât diafragma poate fi extrem de subțire și deci foarte ușoară, ceea ce înseamnă că poate fi amortizată doar de aer. Mai mult, ca un efect suplimentar, diafragma din grafen este și foarte eficientă energetic din acest motiv.

Este important să ținem minte că discutăm despre o cască nereglată și neoptimiztă, al cărei răspuns în frecvență este totuși superior căștilor clasice cu bobinaj magnetic rezultat al multor decade de cercetare, dezvoltare și perfecționare. Și în plus, inginerii susțin că metoda lor de a crește grafen prin depozităre chimică de vapori este scalabilă, deci poate produce diafragme mai mari pentru difuzoare mai mari. Putem fi, deci, încrezători că în câțiva ani sunetele artificiale vor deveni perfecte.

Sursa