‘2 atomen hoog’ laat van zich horen | Grafeen (graphene)
‘2 atomen hoog’ laat van zich horen

Grafeen, een wereld waar men speakers kan behangen …

Koolstof, onmisbaar voor alle levende wezens zoals u en ik, werd voor het eerst gebruikt bij het produceren van microfoons en luidsprekers in de vorm van korrels. Nu neemt het een andere vorm aan, namelijk vellen. Vellen van amper enkele luttele atomen hoog die geluid produceren uit warmte.

Het fenomeen heet thermo-akoestische klank, en het ziet af van de omvangrijke magneten die gewone luidsprekers nodig hebben. Meer zelfs, het zorgt voor luidsprekers die bijna elke vorm en grootte kunnen aannemen.

De man verantwoordelijk voor deze vaststelling is Ji Won Suk van de Universiteit van Texas, Austin.
Hij gebruikte een bekend principe: zet stroom op de meeste materialen en ze warmen op. Wijzig de stroomsterkte en je krijgt een temperatuurverandering die dezelfde frequentie heeft.

Suk deed dit met grafeen, een sterk en geleidend materiaal dat bestaat uit koolstofatomen gerangschikt in een hexagonaal patroon. Een laag grafeen van minder dan een nanometer dik werd op glas en twee verschillende soorten kunststof gelegd. Daarna liet hij wisselstroom door op verschillende frequenties van 500 en 22 cycli per seconde. Het resultaat: geluid.

Een gewone luidspreker maakt gebruik van een oscillerende elektrische stroom om de magneten in werking te stellen, die vervolgens leiden tot een trillend membraan. Maar het grafeen trilt niet. Het is eerder het overdragen van de thermische energie aan de lucht. Het verzenden van die warmte-energie luchtmoleculen beweegt op een manier die vergelijkbaar is met de trillingen van een luidspreker, dus krijg je geluid.

Tegen Discovery News vertelde Suk dat hij ontdekte dat de beste materialen om te gebruiken als ondergrond thermische isolatoren zijn, zodat meer energie naar buiten gaat in de lucht (waar we het kunnen horen).

Ideaal zou zijn als we de grafeen luidsprekers ophangen in de lucht, maar aangezien het feit dat het slechts een paar atomen dik is, is dat niet praktisch

Wel praktisch en ook mogelijk in allerlei vormen is het grafeen beleggen op verscheidene ondergronden. Suk merkte ook op dat het geluid gewijzigd kan worden door de vorm van het vel grafeen aan te passen, een vel dat op zichzelf immers flexibel is. Suk voegde nog toe dat hij de limieten van het grafeen nog niet wist te testen, voorlopig gebruikte hij relatieve kleine hoeveelheden stroom op de schaal van honderden milliampère.

Bron: discovery.com
Foto: Ji Won Suk


3D print schaalmodel structuur grafeen