Ученые Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН разработали пленки на основе графена, которые способны излучать звук при нагревании.
Эти материалы могут стать основой для интеллектуальных покрытий телевизоров, которые будут излучать звук самостоятельно, не имея заметных динамиков.
Тонкий одноатомный слой графена аккумулирует минимальное количество тепла, мгновенно передавая его окружающему воздуху. Это происходит благодаря свойствам графена, который направляет значительную часть энергии на формирование звуковой волны. Традиционные металлические покрытия требуют десятки нанометров толщины, в то время как графен состоит всего из одного слоя атомов. Это свойство позволяет минимизировать тепловые потери и оптимизировать производительность устройства.
«С помощью метода химического осаждения мы создаем тонкие однослойные или многослойные графеновые пленки из метана на медной фольге. Эти пленки можно использовать для создания различных устройств: сенсоров, датчиков потока жидкостей и термоакустических преобразователей. Последние функционируют иначе, чем обычные динамики: звук создается не движением мембраны, а изменением температуры поверхности графена. При нагреве и охлаждении поверхность формирует тепловые волны, которые изменяют плотность воздуха и тем самым вызывают акустические колебания», — цитирует издание заведующего лабораторией синтеза новых материалов института Дмитрия Смовжа.
Как сообщается, благодаря высокой прозрачности (до 97%) графен подходит для нанесения на окна и экраны, что позволяет создать умные покрытия, способные поглощать посторонние звуки и воспроизводить звук. «Например, окно или телевизор будут излучать звук самостоятельно, не имея заметных динамиков. Даже кабину самолета можно покрыть графеном, превратив ее в источник информативных сообщений для пилотов, практически незаметный для глаза. Кроме того, графен может использоваться для защиты автомобильных и авиационных стекол от обледенения. В отличие от традиционных покрытий из индий-оловянного оксида (ITO), графеновые пленки не создают бликов и сохраняют стабильность свойств при сильных изгибах и деформациях», — сообщает «Наука в Сибири».
Работа ученых началась с графеновых нагревателей. Исследователи тогда изучали теплообмен графеновой пленки с окружающей атмосферой. Позже, создав графеновые нагреватели, они начали экспериментировать с термоакустическими свойствами таких пленок: включали классические музыкальные произведения и наблюдали, как графен создает звук, стремясь повысить эффективность этого процесса.
Фото: hi-tech.mail.ru