Una nuova tecnica pionieristica che incoraggi il meraviglioso materiale grafene a "parlare" potrebbe rivoluzionare l'industria globale dell'audio e delle telecomunicazioni.

I ricercatori dell'Università di Exeter hanno ideato un metodo innovativo per utilizzare il grafene per generare segnali sonori complessi e controllabili. In sostanza, combina altoparlante, amplificatore ed equalizzatore grafico in un chip delle dimensioni di una miniatura.

Gli altoparlanti tradizionali vibrano meccanicamente per produrre suono, con una bobina mobile o una membrana che spinge avanti e indietro l'aria intorno ad essa. È una tecnologia ingombrante che non è cambiata in più di un secolo.

Questa nuova tecnica innovativa non prevede parti mobili. Uno strato di grafene, materiale atomicamente sottile, viene rapidamente riscaldato e raffreddato da una corrente elettrica alternata, e il trasferimento di questa variazione termica all'aria la fa espandere e contrarsi, generando così onde sonore.

Sebbene la conversione del calore in suono non sia nuova, il team di Exeter è il primo a dimostrare che questo semplice processo consente di mescolare insieme le frequenze sonore, amplificato ed equalizzato - tutto all'interno dello stesso dispositivo di dimensioni millimetriche. Essendo il grafene quasi completamente trasparente, la capacità di produrre suoni complessi senza movimento fisico potrebbe aprire una nuova generazione d'oro di tecnologie audiovisive, compresi gli schermi dei telefoni cellulari che trasmettono sia immagini che suoni.

La ricerca è pubblicata su importanti riviste, Rapporti scientifici .

Dottor David Horsell, un docente senior del Quantum Systems and Nanomaterials Group di Exeter e autore principale dell'articolo ha spiegato:"La termoacustica (conversione del calore in suono) è stata trascurata perché è considerata un processo così inefficiente da non avere applicazioni pratiche. Abbiamo esaminato invece al modo in cui il suono viene effettivamente prodotto e abbiamo scoperto che controllando la corrente elettrica attraverso il grafene non solo potevamo produrre suono ma potevamo cambiarne il volume e specificare come ogni componente di frequenza viene amplificato.Tale amplificazione e controllo apre una gamma di reali -applicazioni mondiali che non avevamo previsto."

Le nuove applicazioni che il team ha in mente includono l'imaging a ultrasuoni, per l'uso in ospedali e altre strutture mediche in futuro.

La nota elevata resistenza e flessibilità del grafene consentirebbe un contatto intimo con la superficie portando a immagini molto migliori. Inoltre, il fatto che i dispositivi acustici ideati dal team Exeter siano semplici ed economici rende concetti come bende intelligenti che monitorano e trattano direttamente i pazienti una possibilità reale.

Il dottor Horsell ha aggiunto:"La miscelazione della frequenza è la chiave per nuove applicazioni. Il meccanismo di generazione del suono ci consente di prendere due o più sorgenti sonore diverse e moltiplicarle insieme. Questo porta alla generazione efficiente di ultrasuoni (e infrasuoni). Tuttavia, la cosa più eccitante è che fa questo trucco di moltiplicazione in un modo straordinariamente semplice e controllabile. Questo potrebbe avere un impatto reale nel settore delle telecomunicazioni, che ha bisogno di combinare i segnali in questo modo ma attualmente utilizza piuttosto complessi e, perciò, metodi costosi per farlo."