نخستین سمعک گرافنی ساخته شد

پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا برای اولین بار موفق به ساخت بلندگوی صوتی گرافنی شدند.

به گزارش ایسنا، محصولی که این گروه تولید کردند، نمونه اولیه بوده و هنوز هیچ بهینه سازی روی آن انجام نشده است. این دستگاه که در واقع نوعی سمعک به حساب می‌آید، دارای خواص فیزیکی و الکترونیکی ویژه‌ای است که موجب شده این سمعک فرکانس‌های بیشتری را نسبت به دستگاه‌های رایج بازار شنود کند.

در بلندگوها، هدفون‌ها و سمعک‌ها از یک پرده دیافراگم کاغذی استفاده می‌شود. این پرده امواجی تولید می‌کند که گوش قادر به شنیدن آن است. بسته به این که امواج ارسالی چه فرکانسی داشته باشند، صداهای تولید شده متفاوت خواهد بود. گوش انسان، بسته به این که در چه سنی باشد، می‌تواند فرکانس‌هایی بین 20 هرتز تا 20 کیلوهرتز را بشنود.

کیفیت بلندگوهای تولید شده به این بستگی دارد که پاسخ آن‌ها به فرکانس‌ها چگونه باشد، در واقع صرف نظر از این که فرکانس امواج صوتی رسیده به بلندگو در کجای محدوده 20 هرتز تا 20 کیلوهرتز باشد، باید پاسخ یکسانی از سوی بلندگو ارائه شود. در هدفون‌ها و بلندگوهای بی‌کیفیت تجاری، اگر فرکانس در محدوده پایین باشد، صدای تولید شده بسیار بلند است؛ اما اگر در محدوده بالای فرکانسی باشد، صدا ضعیف است.

دیافراگم سمعک تولید شده در آزمایشگاه برکلی از جنس گرافن است که ضخامتی در حد 30 نانومتر و طولی در حدود 7 میلیمتر دارد. این لایه گرافنی بین دو الکترود سیلیکونی ساندویچ شده است، بین الکترود و گرافن نیز پوششی از جنس دی‌اکسید سیلیکون قرار داده شده تا مدار کوتاه ایجاد نشود. با اعمال ولتاژ به الکترودها، نیروی الکترواستاتیکی ایجاد می‌شود؛ این نیرو موجب نوسان پرده دیافراگم شده که این به نوبه خود موجب تولید صدا می‌شود. با نوسان الکتریسیته، صداهای مختلف ایجاد می‌شود.

با توجه به ویژگی‌های منحصربفرد گرافن، می‌توان انتظار داشت محصول تولید شده از آن، دارای قابلیت‌های منحصربه فردی باشد. پاسخ سمعک گرافنی بسیار جالب توجه است. بسیاری از دیافراگم‌های رایج در برخی فرکانس‌ها، خاموش هستند اما دیافراگم گرافنی خاموشی ندارد؛ دلیل این امر نازکی بیش از حد این ماده و استحکام آن است.

این که گرافن خاموشی ندارد، به این معناست که این دیافراگم از نظر انرژی بسیار کارا است؛ بنابراین در صورت استفاده در تلفن‌های همراه و تبلت‌ها، مصرف انرژی را به شدت کاهش می‌دهد.