Un altavoz nanotecnológico que utiliza el efecto termoacústico de Joule para convertir calor en música

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La ley de Joule afirma que cuando circula corriente eléctrica por un hilo conductor parte de la energía cinética de los electrones se transforma en calor debido al choque que sufren con los átomos del material conductor. El efecto Joule es aprovechado en las estufas y en los hornos eléctricos, pero también puede aprovecharse para producir sonido (o música). Arnold y Crandall en 1917 propusieron el uso de efectos termoacústicos para producir termófonos, que no se han hecho realidad hasta ahora. Los finlandeses Niskanen et al. del VTT han logrado realizar esta idea gracias a la nanotecnología. Han fabricado un altavoz termoacústico capaz de alcanzar 100 dB de potencia acústica a 20 KHz en una distancia de sólo 7 cm y consumiendo 17 W de potencia eléctrica. Estos números no asombrarán a nadie. Un altavoz convencional es mucho más eficiente, sólo requiere 1 W para lograr lo mismo a una distancia de 1 m. El nuevo termoaltavoz usa 200.000 nanohilos paralelos de aluminio suspendidos sobre un sustrato de silicio y tiene una área total de pocos centímetros cuadrados. Los hilos tienen 200 μm de largo, 3 μm de ancho y sólo 30 nm de grosor. Niskanen et al. han llamado a sus termoaltavoces con el ostentoso nombre de «trompetas nanotérmicas» ya que generan sonido gracias al cambio de la temperatura en el aire que rodea el conjunto de nanohilos. Como el altavoz nanotecnológico utiliza tecnología de circuitos integrados, es posible incorporarle una memoria ROM con música pregrabada y una lógica de control, lo que permite utilizar como un altavoz «minicadena» para ciertas aplicaciones dedicadas. Realmente curioso. Nos lo cuenta Rama Venkatasubramanian, «Applied physics: Nanothermal trumpets,» News and Views, Nature 463: 619, 4 February 2010, haciéndose eco del artículo técnico de los finlandeses A. O. Niskanen et al. (VTT Technical Research Centre of Finland), «Suspended metal wire array as a thermoacoustic sound source,» Appl. Phys. Lett. 95: 163102, October 29, 2009.



3 Comentarios

  1. Muy interesante y sí, bastante ostentoso el nombre, sobretodo cuando la longitud característica del problema esta en micras. Viene que numeros de knudsen usan?

    1. No, Pikashu, el artículo no indica el número de Knudsen del dispositivo micromecánico utilizado. Estimando la longitud media del camino de las moléculas de aire a temperatura y presión ambiental en unos 0,1 micrómetros (puede ser algo menor) y como la distancia entre los nanohilos es de unos 6 micrómetros, el número de Knudsen es menor que 0,1 y seguramente incluso menor que 0,01, con lo que la aproximación acústica de las ecuaciones de Navier-Stokes para este problema es perfectamente válida.

  2. que barbaridad d cacharo,para mi es nuevo,pero me sorprende q una persona invente algo asi.
    no soy muy culto en esto,pero si este cacharo hace acordes y jiros armonicos simples,pues
    es alucinante porque se pueden sacar pistas unicas y sencillas.

    mi admiracion al inventor d este cacharo,genial!!!!

    cosmicar

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Por Francisco R. Villatoro
Publicado el ⌚ 4 febrero, 2010
Categoría(s): ✓ Ciencia • Física • Physics • Science • Termodinámica
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