Altavoces con diafragma de grafeno para música de alta fidelidad

Dibujo20130330 graphene diaphragm for loudspeakers

Si se pueden utilizar nanotubos de carbono para fabricar una radio, por qué no usar grafeno para fabricar un altavoz; su bajísima densidad asegura una buena respuesta para frecuencias altas y su gran resistencia mecánica es ideal para las bajas. Dos físicos de la Universidad de California en Berkeley, Zhou y Zettl, han logrado fabricar un pequeño altavoz ideal con una respuesta en frecuencia excelente en todo el espectro audible (20 HZ – 20 kHz), mucho mejor que la mayoría de los usados en dispositivos móviles (audífonos, cascos de música, teléfonos móviles, ordenadores portátiles, etc.). La gran ventaja de los altavoces con diafragma de grafeno es que no requieren un dispositivo de amortiguamiento para evitar frecuencias no deseadas, gracias a su extrema delgadez utilizan el propio aire circundante, por lo que se reduce el consumo a sólo unos nanoamperios, mejorando en gran medida la eficiencia respecto a los altavoces convencionales. Quizás no falte mucho para que escuches música usando altavoces de grafeno. El artículo técnico es Qin Zhou, A. Zettl, “Electrostatic Graphene Loudspeaker,” arXiv:1303.2391, 10 Mar 2013. Más información divulgativa en Belle Dumé, “Graphene loudspeaker could rival commercial speakers and earphones,” Physics World, Mar 29, 2013.

Dibujo20130330 graphene loudspeakers design - response

El altavoz desarrollado utiliza una hoja de grafeno como diafragma de 30 nm de espesor y 7 mm de ancho que se ha crecido por deposición química de vapor (CVD). Este diafragma se intercala entre dos electrodos de silicio con agujeros (recubiertos con dióxido de silicio, un aislante, para evitar cortocircuitos accidentales entre el grafeno y los electrodos para amplitudes de vibración muy grandes). Al aplicar energía a los electrodos, se crea una fuerza electrostática que hace que la hoja de grafeno se ponga a vibrar, produciendo el sonido. Para producir sonidos de diferentes frecuencias basta cambiar el nivel de potencia aplicado. La potencia acústica es baja (por el reducido tamaño del diafragma) pero la fidelidad es muy alta en todo el espectro audible (comparable a los mejores y mejor que la mayoría de los utilizados en la actualidad). La técnica de fabricación por CVD es muy sencilla y en la actualidad no hay limitaciones técnicas para su producción en masa. Además, los autores creen que se podría hacer un diafragma de mayor área para incrementar la potencia acústica, así como utilizarlos como micrófonos. A este paso, acabaremos teniendo tecnología del grafeno hasta en la sopa.

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