Una configurazione sperimentale misura la proiezione del suono acustico nei liquidi da un foglio di nanotubi di carbonio.
(PhysOrg.com) -- I ricercatori di UT Dallas hanno scoperto che i fogli di nanotubi di carbonio si comportano bene come generatori di suoni subacquei e altoparlanti con cancellazione del rumore, due caratteristiche altamente desiderabili per il sonar sottomarino e le capacità stealth. Lo studio, che è stato pubblicato sulla rivista dell'American Chemical Society Nano lettere , rivela che i diffusori di nanoscienza si comportano tanto sott'acqua quanto a terra, e che un giorno potrebbero sostituire i tradizionali sistemi di sonar sottomarini.
I ricercatori avevano precedentemente dimostrato che fogli di nanotubi di carbonio possono produrre un muro di suoni nell'aria, senza muoversi avanti e indietro come gli altoparlanti tradizionali. L'ultimo studio dell'UT Dallas Alan G. MacDiarmid NanoTech Institute, rivela che i diffusori di nanoscienza si comportano tanto sott'acqua quanto a terra, e che un giorno potrebbero sostituire i tradizionali sistemi di sonar sottomarini.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista dell'American Chemical Society Nano lettere.
Il sonar funziona generando il suono da un altoparlante subacqueo e raccogliendo le onde sonore che vengono riflesse sul sottomarino. Gli operatori sonar possono determinare la dimensione di un oggetto, posizione e velocità con i dati del sonar. Ma, i delicati array sonar sono costosi, aggiungono al peso di una barca, e non fanno nulla per ridurre i suoni dell'elica di un sottomarino e altri rumori mentre naviga nei mari.
A differenza dell'alcool o di altri liquidi, l'acqua ha un effetto interessante sui nanotubi di carbonio. I minuscoli tubi respingono leggermente l'acqua e formano uno strato d'aria lungo il loro perimetro. Una volta eccitato, il sottile, fogli leggeri di nanotubi si riscaldano e si raffreddano in modo incredibilmente rapido, producendo un'onda di pressione nell'aria attorno al nanotubo che le nostre orecchie e altri dispositivi percepiscono come suono.
Magro, fogli quasi trasparenti di nanotubi a parete multipla (MWNT) sono collegati a una sorgente elettrica, che riscalda rapidamente i nanotubi provocando un'onda di pressione nell'aria circostante per produrre il suono.
Guidato dal dottor Ali Aliev, un ricercatore presso il NanoTech Institute, il team ha scoperto che i nanotubi eccellono nella produzione di onde sonore a bassa frequenza, ideali per sondare le profondità dell'oceano con il sonar. Il team ha anche confermato studi precedenti che rilevavano la capacità degli altoparlanti di nanoscienza di annullare il rumore quando sintonizzati sulla frequenza corretta, ad esempio il rombo di un sottomarino.
“I fogli di nanotubi possono essere facilmente applicati su superfici curve, come lo scafo di un sottomarino, ", ha detto Aliev. “Sono molto leggeri, di circa 20 micron di spessore, e sono porosi al 99%. Si possono formare strati di fogli di nanotubi, ognuno con una funzione diversa, per applicazioni di proiettori sonar o per il controllo delle perdite dello strato limite per veicoli marini. Significato, il riscaldamento periodico della pelle di un sottomarino, o anche di un aereo, riscalda la sottile sacca d'aria intorno al veicolo e riduce l'attrito e la turbolenza. O, questi generatori di suoni subacquei potrebbero annullare il segnale sonar inviato da un altro sottomarino, lasciando il sottomarino amichevole inosservato.
