Учёные создали принципиально новый тип динамиков из графена

5th May 2017, Сергей Грэй 38

Практически все существующие на сегодняшний день динамики работают по одному и тому же принципу: электрический сигнал порождает колебания катушки в поле постоянного магнита, та приводит в движение диффузор, а это, в свою очередь, создаёт колебания воздуха и звуковые волны необходимой частоты. Но в будущем всё может измениться, ведь учёные из британского Эксетерского университета создали принципиально новый тип динамика из графена, которому вообще не нужны механические вибрации.


Принцип работы нового динамика основывается на перемене температуры графена, изменения которой приводят к возникновению звука. Ранее графен уже применялся при создании динамиков, но в прошлом из него делали диффузоры, что приводило к увеличению эффективности работы устройства. Из нового же динамика исчезли все движущиеся части, что позволило в разы уменьшить его размер и увеличить эффективность. Динамик выполнен в форм-факторе микропроцессора размером с ноготь большого пальца. Внутри корпуса процессора, помимо самого динамика, спрятаны усилитель и даже графический эквалайзер.

Термоакустический принцип работы позволяет преобразовывать температуру в звук или наоборот — преобразовывать звуковые колебания в тепло. Эффект этот впервые был описан ещё в конце XIX века учёным Лордом Рэлеем. В середине XX века интерес к взаимосвязи звука и тепла сильно возрос, так как необходимо было изучить неустойчивость в камерах сгорания с огромными перепадами температур. На сегодняшний день существуют термоакустические двигатели и даже термоакустические холодильники. А вот термоакустических динамиков, да ещё и из графена пока ещё никто не создавал.

Графен является прекрасным проводником, поэтому, пропуская через него электрические импульсы, можно быстро нагревать и охлаждать его. Графеновая мембрана расширяется и сжимается, что оказывает влияние на окружающий воздух и порождает звуковые волны. Насколько хорош получаемый таким способом звук? Команда исследователей утверждает, что графеновый термоакустический динамик позволяет получить «богатую звуковую палитру», в зависимости от того, как и куда на него подаётся электричество. Циклы нагревания и охлаждения позволяют создавать многочисленные звуковые частоты одновременно, при этом микшируя их между собой, усиливая и настраивая их звучание. Учёным даже удалось добиться получения ультразвука.

Результаты исследований британских учёных были опубликованы в журнале Scientific Reports.

38 комментариев Оставить свой

  1. mahan

    А внешняя температура влияет на него?

  2. unicle

    Опять из графена что то придумали... Пятый год читаю про графен, прямо как будто сериал смотрю - события развиваются, но никакого отношения к реальности это не имеет.

    • resurrected
    • HotReboot

      unicle, Это называется мысленный эксперимент. Без него науки никак. Откройте дешёвый и надёжный способ изготовления этого двумерного аллотропического углерода и будет вам реальность.

    • Иванов

      unicle, Кондомы из графена не пробовали делать.а то суют его во все дыры.

      • Фёдор

        Иванов, + +
        даю два плюса
        за ник на русском языке и за коммент :-)

  3. imamontik

    Интересно будет послушать на деле

    • Emelya

      imamontik, Да без проблем ))) Широко известный в узких кругах китайский производитель BlitzWolf предложил модель BW-ES1 Graphene. Вроде как рвет все пистоны от ВанМор-Саяоми ;)

  4. sergei.krutoi

    Ну хоть наконец-то более чем за сто лет чуть приблизились к идеальным динамикам. Пока так черепашьими шагами изобретатели будут телиться, то и динамики будут не нужны, могут проскочить эту стадию, когда откроют и введут уже телепатическую передачу данных(звука в том числе).

    • sandy1906

      sergei.krutoi, Точно.
      Ведь телепатическая передача жизни и сознания уже наяву. Мы - их приёмники и передатчики.

  5. vihor1

    С в.ч. понятно, как низы собираются выжимать из неподвижной пластинки?
    Всё равно мембрана нужна, как субвуфер.

    • griga

      vihor1, Да никак... большая длина волны только большими колебаниями, зависимость частоты прямая

      • mr Vanya

        griga, А как же суперпозиция волн?
        Когда высокочастотные волны формируют низкочастотную составляющую.

        • griga

          mr, Вы понимаете о чем говорите? ;)

    • griga

      vihor1, Я как звуковик со стажем скажу- все изобретено, предел достигнут, 20 лет уже извращаются кто как может

    • Ystyr

      vihor1, Могу предположить, что частота в случае этого динамика регулируется скоростью нагрева/охлаждения. Нагреваем медленно, получаем длинную волну.

      • griga

        Ystyr, Амплитуда в таком случае будет качать басом только муравьев :))

  6. griga

    "Даже ультразвука" особенно интересно какого именно?

  7. romanrex

    Динамик - это излучатель динамического типа, а тип определяется наличием катушки индуктивности. Помимо "динамиков" есть электростаты, есть пьезо излучатели, электреты и они не являются динамиками.

    • Сергей Грэй

      romanrex, Как ещё перевести на русский язык слово Speaker я просто не придумал :) Пускай пока будет условно "динамиком".

      • HotReboot

        Сергей, Громкоговоритель ;-)

      • resurrected

        Сергей, Звукоизвещатель ?

      • romanrex

        Сергей, Мне казалось доступно расписал, что это ИЗЛУЧАТЕЛЬ. Называть "динамиком" излучатель совсем другого типа, это все равно, что ставить знак равенство между бензином и топливом, считая, что бензин = керосин = дизель = горючка и т.п.. когда есть общее название - топливо.

        Перевод как "динамик" сыграл еще одну злую шутку - не дал посыла проанализировать, сколько еще альтернативных излучателей для звука есть, где они используются и есть ли хоть какие-то шансы у излучателя из графена. Будет ли он компактным и износостойким как пьезо-излучатель (подавляющее большинство "динамиков" в смартфонах) или потребует высоких напряжений под несколько сотен вольт как электростатические излучатели?

        • Strike529

          romanrex, Сами то поняли, что написали?

        • Strike529

          romanrex, Ну раз обычный динамик, в котором преобразование электрического сигнала в звуковой происходит за счёт движений катушки в магнитном поле, называется Электродинамический громкоговоритель. Этому думаю в самый раз будет название Тепловой громкоговоритель)

  8. Strike529

    На CES 2017 кстати был показан телевизор "Японский концерн Sony тоже показал свой новый продукт — первый телевизор 4K OLED в линейке Bravia с HDR-процессором, позволяющим воспроизводить изображения в высочайшем разрешении. Отличительная черта модели — отсутствие встроенных динамиков. Звук распространяется посредством вибраций, источаемых поверхностью самого экрана!"

    • resurrected

      Strike529, К чему это высокое разрешение если оно вибрирует с частотой и амплитудой звука? Если только зрение испортить..

      • deaddreams

        resurrected, чем портить, какие частоты воспринимает человек?

        • resurrected

          deaddreams, Сами колебания может и невидны будут, но в месте вибрации изображение будет расплывчато, не четко. Тем более басы у которых амплитуда вибрации гораздо больше чем у остальных частот будут однозначно размазывать всю картинку.

        • resurrected

          deaddreams, Другими словами - изображение будет модулировано по вектору звуковым сигналом. Взгляните на дифузор динамиков как он колышется под музыкой, хотите что-бы ваш монитор также колыхался и дребезжал? Плохая идея кароч, на хомячков несведующих расчитанно, чисто маркетинговое решение.

  9. ereke

    Графен это не вещество, это кристаллический углерод. Давно известно слоистое свойство графита, в определенных направлениях он проявляет жесткость. Пространственный графит - это алмаз, самый твердый материал в мире. Динамики из графена никто не открывал, потому что такие динамики никому не нужны. Лучшие результаты получаться из пьезоэлектриков, так как они лучше преобразуют электроэнергию в колебания. А без дефузоров в любом случае не обойтись - это средство для лучшей передачи колебаний. Еще есть конденсаторные и резистивные. На самом деле динамиков с различными принципами работы бесчисленное множество придумано. Но пока лучший звук получают от электромагнитных излучателей

    • ereke

      ereke, Само смешное это преобразование тепла в звук))) Пока сначала преобразуют тепло в механическую или электрическую энергию, а потом ее преобразуют в звук. Тепло передается крайне медленно и не сравниться по скорости с электронами. Так что лучше преобразовать тепло в электроэнергию..

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.