Kulstof nanorør højttalere kunne være drevet af lasere, Forvandl støjende rum til fredelige helligdomme

(PhysOrg.com) -- Et UT Dallas teams undersøgelse offentliggjort i Journal of Applied Physics udvider nanoteknologiens ekstraordinære muligheder til at omfatte laserdrevne akustiske højttalere lavet af samlinger af kulstof nanorør.

Undersøgelsen bekræfter tidligere forskning om, at kulstof nanorør, der strækkes til ark og elektrisk drevet, kan producere intens lyd, men forskere ved UT Dallas' Alan G. MacDiarmid NanoTech Institute har gjort nogle vigtige fremskridt.

Selvom tidligere undersøgelser har vist, at plader af kulstofnanorør kan producere lyd, når de opvarmes med vekselstrøm, UT Dallas forskere har fundet ud af, at slående toner kan genereres af lodrette rækker af nanorør, kaldet skove, som ligner sort fløjl.

Holdet opdagede også, at højkvalitetslyd kan genereres, når nanorørplader eller skove bliver ramt med laserlys, der er moduleret, eller "ændret, ” i det akustiske frekvensområde.

"Nanorørsamlinger af forskellige typer er sorte og stærkt ledende, ” sagde Dr. Mikhail Kozlov, en forsker og undersøgelsens hovedforfatter. "Deres mørke, ledende overflade kan effektivt opvarmes med laserlys eller elektricitet for at fremkalde variationer i lufttrykket omkring nanorørene - hvilket vi opfatter som lyd. Det kaldes den foto- eller termo-akustiske effekt, og det er det samme princip, Alexander Graham Bell brugte til at producere lyd på den første telefon."

Med laser excitation, der kræves ingen elektrisk kontakt med nanorørhøjttaleren, gør højttalerne trådløse.

"Højttalere lavet med carbon nanorør er ekstremt tynde, let og næsten gennemsigtig, " sagde Kozlov. "De har ingen bevægelige dele og kan fastgøres til enhver overflade, hvilket gør overfladen akustisk aktiv. De kan skjules i fjernsyns- og computerskærme, lejlighed vægge, eller i vinduerne i bygninger og biler. De næsten usynlige tråde danner film, der kan ’tale’.”

Ud over at fylde et rum med lyd fra usynlige højttalere, nanorørhøjttalere kunne nemt annullere lyden fra den mest støjende nabo eller dæmpe brølet fra trafik, der suser forbi et kvarter, anvender de samme principper som nuværende lyddæmpende teknologier.

"Lydgenereringen af ​​nanorørplader kan hjælpe med at opnå denne effekt på meget store skalaer, " sagde Kozlov.

Carter Haines, en senior fysik hovedfag, var medforfatter til tidsskriftsartiklen og hjalp med at sætte nanorør-højttalerne igennem deres tempo. Han er tidligere George A. Jeffrey NanoExplorer, som forskede på NanoTech Institute, mens han gik på gymnasiet. Han har fortsat med at udføre forskning i laboratoriet som bachelor.

"Hands-on forskning som denne er meget vigtig for mig, " sagde Haines. ”Vi skulle sammensætte testopsætningen fra bunden. Jeg har nydt at pille ved små projekter på egen hånd, men ressourcerne og kilden til retning, NanoTech tilbyder, giver mig mulighed for at udforske videnskaben på et helt andet niveau."

Ud over at demonstrere, at skove og plader af nanorør kan generere lyd, holdet tog en række kapacitetsmålinger for at tilføje til den voksende liste af egenskaber, eller ejendomme, videnskabsmænd kan bruge i fremtidige undersøgelser. Sådanne karakteriseringer er især vigtige inden for nye forskningsområder og tjener som vidensplatforme, bygget lag for lag, fra projekter som dette.

Haines udtrykte en følelse, som alle forskere kendte efter at have lært, at tidsskriftsartiklen var blevet offentliggjort.

"På den ene side, det er givende at se noget, jeg har arbejdet på, blive anerkendt og offentliggjort, " sagde Haines. "På den anden side, Jeg ved, at dette kun er en lille ting, og om noget, det tjener til at minde mig om, hvor meget mere der skal gøres.”