Ren, klar lyd fra papirtynne flak av nanorør som kan festes til klær er mer enn en selskapsgimmick. Kinesiske forskere vil utvikle en ny form for høyttalere.
Denne artikkelen er over ti år gammel og kan inneholde utdatert informasjon.
"Nanorør omdanner elektrisk strøm til varme veldig effektivt. Det kan utnyttes i nanorør-høyttalere"
Høyttalerne virker ved at strøm fra lydforsterkeren sendes gjennom en tynn film av nanorør. Nanorør er rent kull, karbonatomer plassert i et sekskantet hønsenettingmønster og krummet i mikroskopiske rør.
Nanorør er vanligvis kjent for at det er om lag hundre ganger sterkere enn stål. Men her er det ikke styrken som teller. Det er nanorørenes evne til å bli raskt oppvarmet når det går strøm gjennom dem.
Hvis de elektriske strømsignalene kommer fra en lydforsterker, vil varmen pulsere i takt med lydsvingningene. Nanorørene varmer igjen opp lufta omkring seg. Varm luft utvider seg, og lufta begynner å pulsere i takt med lydsvingningene. Vi har fått lyd.
Tynne og lette høyttalere
Oppfinnelsen er gjort av fysikeren Kaili Jiang fra Tsinghua-universitetet i Beijing. Han og kollegene satte strøm på en 10 centimeter lang stripe med folie av nanorør og ble forbløffet av hvor mye lyd den laget, skriver nettstedet ScienceNow.
"Til venstre: I en vanlig høyttaler blir lydsignalet fra forsterkeren (rød bølge) sendt til en spole (orange) som settes i vibrasjoner i magnetfeltet fra en fastmagnet (grønn). Spolefestet (lyseblått) og membranet (blått) har en masse og en treghet og gir derfor forvrengning. Til venstre: I nanorør-høyttaleren blir lydsignalet omdannet direkte til varme i nanorør-folien (blå). Denne varmer igjen opp lufta (diffust rødt). Varm luft utvider seg og blir til lydbølger."
Høyttalere av nanorør har to fordeler. Den første er at de kan lages av ultratynne membraner som nesten ikke veier noe eller tar plass. Slike membraner kan festes til veggen som tapet eller til klær. Det syngende slips kan bli virkelighet, til glede og plage for julebordsgjester.
Klar lyd
Den andre fordelen er den rene og klare lyden. I vanlige høyttalere må magnetspoler sette tunge, trege membraner i bevegelse. Disse membranene presser sammen lufta omkring og lager lydsvingninger.
Problemet er at spoler og membraner har en masse og dermed en treghet. Tregheten hindrer membranene i å bevege seg presist når de skal svinge raskt.
Det betyr at de lyse overtonene blir forvrengt. Overtonene er viktige for klangen og karakteren til lyd, særlig i musikk.
I nanohøyttaleren er det ingen treg masse som skal settes i bevegelse. Lufta utvider seg direkte på grunn av varmesvingningene. Dette kalles termoakkustisk effekt.
Nytt eksportprodukt?
Tidligere har det også vært gjort forsøk på å utnytte denne effekten for å lage ren og klar lyd. I såkalte plasmahøyttalere blir gass varmet opp for å oppnå samme effekten. Problemet er at slike høyttalere er kostbare og vanskelige å vedlikeholde.
Den kinesiske oppfinnelsen gir altså lette, små høyttalere med svært god lydkvalitet. At høyttalerne også har en enkel konstruksjon, gjør dem også egnet for massemarkedet. Forskerne planlegger da også å utvikle oppfinnelsen kommersielt.
Resultatene skal publiseres i en artikkel i desembernummeret av tidsskriftet Nano Letters.
