Самые маленькие динамики: Звук, извлекаемый светом

Известно, что нанотрубки, скрепленные в пластины, под воздействием электричества могут издавать звук, но ученые из Техасского университета в Далласе пошли дальше: они сформировали из этих пластинок «леса», издающие высококачественный звук благодаря лазеру.
Самые маленькие динамики: Звук, извлекаемый светом

Это впечатляющий шаг вперед в производстве акустических систем, потому что «леса» могут быть использованы для создания невидимых беспроводных колонок, пригодных для встраивания в стены, окна, экраны компьютеров, машины — список можно продолжать до бесконечности.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Акустические свойства электрифицированных нанотрубок уже известны. Предыдущие исследования показали, что под воздействием переменного тока листы нанотрубок могут издавать звук. Но группа ученых из Техасского университета обнаружила, что разнообразные звуки можно извлечь из вертикально расположенных «лесов», с виду напоминающих черный бархат. Более того, исследователи открыли, что высококачественный звук может быть создан, когда эти «леса» облучаются светом лазера, колеблющемся в диапазоне акустических частот.

«Отличительной особенностью различных систем нанотрубок является черный цвет и высокая электропроводимость, — говорит доктор Михаил Козлов, ученый и руководитель исследования. — Их темная токопроводящая поверхность может быть легко нагрета лазером или электричеством, что в свою очередь вызовет изменения в давлении воздуха, окружающего нанотрубки — именно это мы и воспринимаем в виде звука. Это явление носит название фото- или термоакустического эффекта, и именно этот принцип Александ Белл использовал при создании первого телефона».

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

При использовании лазера динамик из нанотрубок не нуждается в подведении электричества, поэтому беспроводные колонки могут быть вмонтированы в любой материал. «Динамики из нанотрубок очень тонкие, легкие и почти прозрачные, — говорит Козлов. — В них нет движущихся частей, и они могут быть прикреплены к любой поверхности, делая ее акустически активной. Эти динамики можно встроить в телевизор или монитор, стены квартиры или окна, ведь по сути они — практически невидимые полоски пленки, которые могут "разговаривать".

Динамики могут быть также применены для заглушения звука, в таком случае, они будут работать по тому же принципу, который сегодня используют звукопоглощающие технологии.

shadrin.dmitrij
shadrin.dmitrij 24 Марта 2010, 15:03
Но ведь нанотрубки могут нагреваться и от ычного освещения, что неизбежно будет вызывать помехи.
alex_simakov
alex_simakov 19 Марта 2010, 16:03
For Root Ну да, с лазером перемудрил,можно и светодиод взять, но всё-таки: леса расположены вертикально, т. е напоминают обычный мех, и излучение будет поглощаться на поверхности, если ворс, так сказать, густой, и там же будет передаваться воздушной плёнке находящейся сверху. Сильно подозреваю, что энергии на это много не потребуется. А если мыслить более масштабно, то применить этот эффект можно ещё каким-нибудь хитроумным способом
access128
access128 18 Марта 2010, 15:03
Alex1111 Сетчатке глаза совершенно без разницы, какого диапазона лазерное излучение попадет на нее, видимого, инфракрасного или ультрафиолетового, инвалидность в любом случае гарантируется при достаточной мощности лазера. Далее. Из статьи неизвестно, каков КПД всей системы, думаю термоакустическое преобразование вряд ли будет иметь большой коэффициент преобразования излучения лазера в акустические колебания, очевидно же, что большая часть излучаемой лазером энергии превратится в тепло. Сколько нужно будет затратить энергии, чтобы получить звуковое давление сравнимое с обычными современными электродинамическими громкоговорителями мощностью в сотни ватт? Киловатты? Не знаю, существуют ли сейчас полупроводниковые лазеры такой мощности... если существуют, в доме я их ставить бы не стал, они не только поджарят слушателея разогревая нанотрубки, они его еще и на порционные куски разделают. Бритва Оккама? Покажите, где "ученые" воспользовались этим принципом? Когда предлагали производить засветку нанотрубок лазером с огромной мощностью, а значит с очень хорошей и дорогой оптикой? Дешевые линзы испаряться поглощая часть излучения, которое будет выделятся в них в виде тепла. Механическая развертка лазерного луча по поверхности покрытой нанотрубками, это принцип разумной достаточности? Мощный лазер, требующий принудительного охлаждения это по принципу бритвы Оккама? Мое решение намного более красиво. Изготовить полупроводниковый кристалл для фоточувствительного элемента на подложке из пьезокерамики. Все. Более ничего не нужно, из оптики только пластиковые линзочки обычных излучающих светодиодов, пусть инфракрасных. Прототип такого светочувствительного звукоизлучателя я могу построить прямо сейчас, используя элементы от солнечной батареи китайского производства и пластины пьезокерамики от пищалок, плюс эпоксидную смолу. Промышленность и вовсе шутя справиться с этой задачей наращивая кремниевые элементы прямо на керамике. Не нужно будет прицельно попадать в каждый из элементов, по причине достаточно больших размеров, да впрочем, и лазер не потребуется как я уже писал, можно обойтись всего лишь большим количеством светодиодов дающих рассеянный свет. Если вдруг кому придет фантазия привинтить таки к этой системе лазер, можно снабдить каждый пьезофотоэлемент рассеивателем, который будет распределять энергию лазерного луча равномерно по всей поверхности фотоэлемента. Поинтересуюсь у администраторов ресурса, публикация на этом сайте может служить как доказательство приоритета при патентовании разработки? Я кажется только что изобрел нечто такое, чего раньше не было, без всяких там нанотрубок...
alex_simakov
alex_simakov 18 Марта 2010, 12:03
For Root Критика, конечно нужна, но не слепая. Во первых: лазер может быть инфракрасный. Т.е. не видимый глазу. Во вторых: это лазер, а не прожектор. Т.е. посетители как гриль чувствовать себя не будут. В третьих: Решение принципиально новое, так как та же нить накаливания живёт не очень-то и долго, а такой комплекс из нановолокон сколько может служить? Явно дольше чем железяка подвергающаяся экстремальному перегреву (изменение температуры этого динамика из нанонитей не должно быть высоким). В четвёртых: Есть такой принцип Окама, по-моему. "Не привлекай лишних сущностей". Это из философии, а на деле: Как говорите? Пьезоэлектрический элемент - это раз; фото элемент - это два; система связывающая оба элемента вместе - это три; ещё можно учесть то, что фотоэлемент занимает свою площадь, когда находится на линии между излучателем и динамиком... А когда их много??? это же надо попасть лучём в крошечный фотоэлемент... В случае с комплексом нанотрубок: комплекс нанотрубок... и всё...
access128
access128 18 Марта 2010, 00:03
МорячоQue Как отзывались серьезные журналы отзывались об оптических дисках не знаю, меня еще на свете тогда не было. А вот научно-популярные журналы 70_ых годов которые недавно удалось найти в электронном виде очень даже восторженно писали об оптических носителях, называемых тогда "видеодисками", хотя видео на них минут 10 всего помещалось, несмотря на то, что размеры дисков были сравнимы с размерами грампластинок. Им пророчили большое будущее, и главное вполне КОНКРЕТНОЕ применение, хранение информации в больших объемах. И, самое главное, это было ПРИНЦИПИАЛЬНО НОВОЕ РЕШЕНИЕ, совершенно непохожее на то, что было до них. Жестких дисков в десятки мегабайт тогда вроде еще не было, а оперативка еще на базе ферритовых колец выполнялась иногда. Потому то оптические диски можно было назвать прорывом в технологиях. Что нового в получении акустических волн путем нагревания неважно какого предмета, будь то изделие из нанотрубок или какой другой предмет? Люди с хорошим слухом слышать издаваемый лампами накаливания звук с частотой питающей сети 50 герц, звук издают нити накаливания вибрирующие от изменения температуры накала спиралей. Зачерненая алюминиевая фольга звучит под действием модулированного СВЧ излучения вполне внятно воспроизводя звуки, которыми было промодулировано излучение. Такие эффекты известны уже давно, однако, никакого применения не нашли. Почему? Да просто потому, что есть более эффективные решения для воспроизведения звука. Беспроводной аудиоинтерфейс, не требующий питания, с оптическим каналом связи? Почему бы не использовать давно известные фотоэлектрические преобразователи, фотодиоды, облучаемые светодиодами? Энергии вполне хватит чтобы раскачать мембраны уже упоминавшихся пьезоэлектрических головных телефонов. Почему не воспринимаю эту идею всерьез? Да просто ощущение такое, что научные работники решили порисоваться, прикручивая нанотрубки туда, где они совершенно за ненадобностью. Что-то не внушают доверия ученые мужи, не сумевшие найти своей идее красивого практического применения и проталкивающие несколько комичным образом, как акустику для автомобилей и домашних кинотеатров. Средства на эту разработку они явно не из своего кармана тратили, гранды поди отрабатывали, а где то не хватает средства на вполне насущные дела, на целевые проекты.
access128
access128 17 Марта 2010, 22:03
МорячоQue Электростатические и пьезоэлектрические электроакустические преобразователи (динамики) весят единицы грамм, имеют толщину в пределах миллиметра, не требуют лазерного излучателя и оптической системы. Здесь же предлагается преобразование электрических сигналов в акустические через два промежуточных звена, в чем достоинство то?
access128
access128 17 Марта 2010, 19:03
Ээммм... А лазер где будет крепиться? Посреди комнаты? Луч будет механически разворачиваться на поверхность всего "динамика"? Каждый из элементов звукоизлучающего устройства будет превращать оптическое излучение лазера в тепло, слушатели не почувствуют себя курами на гриле? Слушатели смогут обходится без защитных очков? На эти вопросы у Козлова есть ответы? Или прожектирует "научный руководитель"? Нанотехнологии в действии! Звучащие стены это предмет первой необходимости? Кроме подростков и не сумевших повзрослеть мужиков кому нибудь нужны игрушки излучающие пусть даже самый высококачественный звук?
nec300
nec300 17 Марта 2010, 14:03
Если поставить такие «колонки» на стенах и потолке вот это будет по-настоящему "объемный звук"