Графен – углеродный наноматериал, представляющий из себя тонную однослойную или многослойную пленку.
«Такие пленки можно применять для создания различных устройств: сенсоров, датчиков потока жидкостей и термоакустических преобразователей. Последние работают иначе, чем обычные динамики: звук создается не движением мембраны, а изменением температуры поверхности графена. Нагреваясь и остывая, поверхность формирует тепловые волны, которые меняют плотность воздуха и тем самым возбуждают акустические колебания», – пояснил суть изобретения сотрудник ИТ СО РАН Дмитрий Смовж изданию «Наука в Сибири».
Принцип работы термоакустических преобразователей известен давно, работа идет в направлении поиска материалов с быстрым изменением температуры поверхности: мгновенного нагрева и быстрой передачи тепла окружающей среде. Ранее использовались металлические пленки, но сегодня ученые все чаще экспериментируют с графеном. Малая атомная масса углерода обеспечивает минимальную теплоемкость графена, направляя существенную часть энергии на формирование звуковой волны. Способ возбуждения звука за счет нагрева графена уникален отсутствием механических подвижных частей, что упрощает конструкцию и повышает надежность, кроме того, динамики с графеном способны воспроизводить чрезвычайно высокие частоты вплоть до мегагерцевого диапазона.
Благодаря исключительной прозрачности (до 97%) графен подходит для нанесения на окна и экраны, позволяя создать умные покрытия, способные поглощать посторонние шумы и воспроизводить звук. Например, телевизор будут звучать сам собой, не имея заметных динамиков. Кроме того, графен подходит для защиты автомобильных и авиационных стекол от обледенения.
«Что касается ближайших планов по термоакустическим технологиям, мы намерены искать инвесторов для внедрения разработок. Готовы производить демонстрационные образцы для потенциальных заказчиков из авто- и авиастроительных компаний, заинтересованных в снижении шума или защите от обледенения», – уточнил Дмитрий Смовж.