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| 首款完爆傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的石墨烯音響 |
| 來(lái)源：中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2015-01-08 09:17:58 瀏覽次數(shù)： |
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圖為普通音響。
?。ㄖ袊?guó)粉體技術(shù)網(wǎng)/栗潔瓊）物理學(xué)家說(shuō)：“世界上首款靜電驅(qū)動(dòng)下的石墨烯音響完爆目前市面上銷售的耳機(jī)等音響設(shè)備。”
大多數(shù)音響是通過(guò)一個(gè)薄膜機(jī)械振動(dòng)在空氣中產(chǎn)生壓力來(lái)工作的。加州大學(xué)伯克利分校的Qin Zhou 和Alex Zettl說(shuō)：“對(duì)人的聽力來(lái)講，理想的音響或者耳機(jī)產(chǎn)生的聲壓級(jí)應(yīng)恒定在20 Hz ~ 20 KHz，而且響應(yīng)頻率要穩(wěn)定。”
如今，這些開發(fā)者推出了一個(gè)耳機(jī)大小的音響，這或多或少地滿足了人們的要求。不尋常的是音響隔膜是由幾層碳網(wǎng)狀材料—石墨烯制成的。這種材料顛覆了許多事物，包括晶體管的設(shè)計(jì)和粒子物理學(xué)實(shí)驗(yàn)。新型音響構(gòu)造簡(jiǎn)單。它由一片石墨烯膜組成，夾在兩個(gè)產(chǎn)生電場(chǎng)的電極之間。當(dāng)這個(gè)電場(chǎng)振蕩,石墨烯也隨之振動(dòng),聲音由此產(chǎn)生。這個(gè)設(shè)備的非凡之處就是它的性能。Qin Zhou 和Alex Zettl說(shuō)：“這個(gè)幾乎在音響設(shè)計(jì)上沒(méi)特別之處的石墨烯音響性能堪比市面上的高端耳機(jī)。”
原理很簡(jiǎn)單。在任何音響中必備的隔膜本質(zhì)上是一個(gè)簡(jiǎn)單的諧振子，它的固有質(zhì)量和回復(fù)力決定著它在不同頻率下振動(dòng)的方式。大多數(shù)隔膜需要阻尼作用來(lái)拓寬他們“演奏”的頻率范圍。但是，如Qin Zhou 和Alex Zettl所指的那樣：“阻尼工程”很快就會(huì)變得復(fù)雜和昂貴,不可避免地使功效變得低下。減少所需“阻尼工程”的一個(gè)方法是使隔膜變得很輕薄并且具有小的彈簧系數(shù),這樣空氣本身會(huì)抑制它的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)材料變薄時(shí)大多數(shù)會(huì)變得弱而脆，這始終是一個(gè)棘手的問(wèn)題。Zhou and Zettl說(shuō)：“它能夠?qū)щ?具有極其微小的質(zhì)量密度,并可以把它的彈性系數(shù)設(shè)計(jì)得很小卻依然起作用,強(qiáng)度也很大。這就是為什么石墨烯是理想候選者。”
開發(fā)者已經(jīng)制造了一個(gè)使用僅30 納米厚、直徑5毫米的石墨烯薄膜做成隔膜的音響。其性能和傳統(tǒng)的森海塞爾MX - 400耳機(jī)比起來(lái)具有更廣闊的前景。他們說(shuō)：“即使沒(méi)有優(yōu)化,音響也能夠在整個(gè)聽覺范圍(20 Hz ~ 20 KHz)產(chǎn)生良好的頻率，其性能等同甚至優(yōu)于商業(yè)同行中對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品”。最重要的是,具有空氣阻尼的石墨烯將大部分能量轉(zhuǎn)換成聲音,這很高效。這對(duì)能耗要求至關(guān)重要的移動(dòng)設(shè)備非常有用。所以不難想象,在短期內(nèi)就可以購(gòu)買到使用石墨烯的耳機(jī),在長(zhǎng)期來(lái)看的話這將會(huì)主導(dǎo)市場(chǎng)，值得期待。
來(lái)源：材料人
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