科学家研制出碳纳米管扬声器

作者:浮夸的晓编 分类:科学 发布于:2013-9-1
  制作出一种像纸张一样薄、轻而且柔韧的扬声器,听起来或许有点不可思议。但这就是宾夕法尼亚大学的Andrew Barnard和同事们在研究中所设想的。

  Andrew Barnard和同事们重新回顾了这个100年前的古老创意,这种扬声器被称作热致发声器或者热声扬声器,它是利用了一种材料在冷热之间快速振荡的效果来产生声音。1917年,美国电话电报公司和西部电气公司的Harold Arnold和IB Crandall声称,他们能够通过同时为一张非常薄的铂箔接通直流电和交流电来产生声音,这就可以抛弃掉传统扬声器中用于激发振动的笨重电磁铁设计。然而,问题在于这种方式产生的声音并不洪亮,而且频率响应并不足以复制讲话,因此这个想法被搁置了将近一个世纪。

  2008年这个想法再次被提出,一个中国团队发现他们能够从一种碳纳米管(CNTs)制作而成的薄片中提取到热声。这些纳米管的壁厚只有一原子厚,而且纯粹由碳元素组成。这种材料非常稳固,而且是非常优质的热导体。这就是最终实现这一想法并创造出细薄扬声器所需要的条件。让碳纳米管产生声音完全不同于在人类听力范围内产生优质声音。碳纳米管扬声器或许拥有非常有价值的应用领域,比如说声纳。但是目前尚不清楚,它们是否能够在你生活的房间内产生高保真的声音。

  而这就是Barnard和同事们一直在努力评估的问题。改善声音输出的一种方式就是,在碳纳米管薄片周围使用一种热容量低于空气的气体,比如说惰性气体,这样就能以较低的能量输入产生大的温度变化,从而产生气压。Barnard和同事们表示,这或许是改善这种设备性能的最佳方式。为了将声音振动从惰性气体传递到空气中,我们需要使用一种柔性膜将气体和空气分离。Barnard和同事们经过综合考虑认为,一种高功率的碳纳米管扬声器是有可能实现的,但是这并不容易。碳纳米管薄膜很可能需要被氙气隔离,这或许会带来一系列的挑战。