De meeste luidsprekers brengen geluid voort door middel van een trillend membraan. Grafeen doet dit heel anders: een elektrisch stroompje zorgt lokaal voor opwarming van het materiaal, waardoor dat razendsnel uitzet, met een geluidsgolf tot gevolg.

Wie wel eens een luidspreker heeft opengemaakt, weet hoe zo’n ding werkt. Met magnetisme wordt een membraan aan het trillen gebracht, zodat er geluidsgolven van allerlei frequenties uit de luidspreker komen.

Een nieuw luidsprekertje van Engelse onderzoekers heeft geen bewegende delen. Onderzoekers van de University of Exeter warmen een laagje grafeen snel op en laten het even snel weer afkoelen; een proces waarbij het ding vervormt en zo de lucht eromheen in beweging zet (vaktijdschrift Scientific Reports, gratis). Het opwarmen is het gevolg van elektrische stroompjes door het grafeen, die te variëren zijn in plaats en sterkte.
 

Verschillende frequenties

Het gebruik van warmte om geluid voort te brengen is niet nieuw, maar de onderzoekers zeggen de eersten te zijn die vanuit één apparaatje verschillende frequenties kunnen voortbrengen. Dit doen ze door vanaf verschillende plekken in het grafeen geluid met verschillende frequenties op te wekken. Twee geluidsbronnen zijn op die manier te mengen, wat een derde, nieuwe toon kan opleveren, zie afbeelding.
 

Medische scans

Het onderzoek is duidelijk nog erg fundamenteel van aard, maar de betrokken wetenschappers hebben al ideeën over toepassingen. Zo denken ze aan het genereren van ultrageluid – geluid bij voor mensen niet waarneembare frequenties – dat in medische omgeving wordt gebruikt voor het maken van scans van het lichaam. Ook denken ze aan gebruik in telecommunicatietoepassingen, waar ook signalen worden gemengd. ‘Hiervoor zijn nu nog vaak ingewikkelde methoden nodig’, aldus hoofdonderzoeker David Horsell van de University of Exeter, in een persbericht van de universiteit. ‘Misschien kan grafeen helpen om dit mixen van signalen wat simpeler te doen.’ Hoewel het principe vernuftig is, is het wel de vraag of grafeen ooit het benodigde vermogen zal kunnen leveren.

 

Openingsbeeld: De chip waarop de onderzoekers van de University of Exeter een luidsprekertje, versterker en regelaar integreerden. Bron: University of Exeter