Корейцы сделали термоакустический динамик для смартфонов

В основе работы термоакустических систем лежит взаимодействие тепла и звука. Первоначально интерес к таким системам был вызван возможностью создания с помощью звукового поля однонаправленного потока тепла. Эффект использовался, например, при изготовлении термоакустических двигателей и холодильников. Явление также позволяет конструировать термоакустические динамики. В таких устройствах звук воспроизводится за счет подачи напряжения на наноматериалы, а не вибраций, что делает динамики более компактными.

Ранее группа ученых из Китая продемонстрировала возможность изготовления гибких эластичных термоакустических динамиков на основе углеродных нанотрубок. В 2009 году их финнские коллеги разработали прототип термоакустических динамиков из алюминиевых нанопроводов. Устройство оказалось способно передавать частоты в диапазоне до 40 килогерц и прежде всего рассматривалось в качестве источника ультразвука, в частности в сонарах. Но прежние работы не были рассчитаны на серийное коммерческое производство.

В новом исследовании авторы представили упрощенный способ создания термоакустичесикх динамиков на основе графена. На первом этапе двумерные оксиды графена подвергались леофилизации — заморозке и вакуумной сушке. Затем, для повышения показателя электропроводности, оксидированный материал редуцировался и легировался азотом. В результате исследователи получили тонкие пленки редуцированного аэрогеля из оксидов графена с пористой структурой. Производство не требовало применения шаблонов для завершения.

Созданная акустическая система состоит из 16 плоских динамиков, которые работают на мощности в 40 ватт. При этом качество воспроизводимого ими звука не уступает аналогам. По словам ученых, более доступная процедура изготовления делает такие динамики более привлекательными с точки зрения коммерциализации. Они могут использоваться, в частности, в мобильных устройствах или при необходимости размещения динамиков на стенах и изогнутых поверхностях.