(PhysOrg.com) -- Een studie van een UT Dallas-team gepubliceerd in de Tijdschrift voor Toegepaste Natuurkunde breidt de buitengewone mogelijkheden van nanotechnologie uit met laseraangedreven akoestische luidsprekers gemaakt van assemblages van koolstofnanobuisjes.

De studie bevestigt eerder onderzoek dat koolstofnanobuisjes die tot platen worden gespannen en elektrisch worden aangedreven, intens geluid kunnen produceren, maar onderzoekers van het Alan G. MacDiarmid NanoTech Institute van de UT Dallas hebben een aantal belangrijke vorderingen gemaakt.

Hoewel eerdere studies hebben aangetoond dat platen van koolstofnanobuisjes geluid kunnen produceren wanneer ze worden verwarmd met elektrische wisselstroom, de UT Dallas-onderzoekers hebben ontdekt dat opvallende tonen kunnen worden gegenereerd door verticale arrays van nanobuisjes, genaamd bossen, die op zwart fluweel lijken.

Het team ontdekte ook dat geluid van hoge kwaliteit kan worden gegenereerd wanneer nanobuisplaten of bossen worden geraakt met laserlicht dat wordt gemoduleerd, of "veranderd, ” in het akoestische frequentiebereik.

“Nanobuis-assemblages van verschillende typen zijn zwart en zeer geleidend, ” zei Dr. Mikhail Kozlov, een onderzoekswetenschapper en de hoofdauteur van de studie. “Hun donkere, geleidend oppervlak kan effectief worden verwarmd met laserlicht of elektriciteit om variaties in de luchtdruk rond de nanobuisjes te veroorzaken - die we als geluid waarnemen. Het wordt het foto- of thermo-akoestische effect genoemd, en het is hetzelfde principe dat Alexander Graham Bell gebruikte om geluid te produceren op de eerste telefoon.”

Met laserexcitatie, er is geen elektrisch contact met de nanobuis-luidspreker nodig, de luidsprekers draadloos maken.

“Luidsprekers gemaakt van koolstof nanobuisjes zijn extreem dun, licht en bijna transparant, ' zei Kozlov. “Ze hebben geen bewegende delen en kunnen aan elk oppervlak worden bevestigd, waardoor het oppervlak akoestisch actief wordt. Ze kunnen worden verborgen in televisie- en computerschermen, appartement muren, of in de ramen van gebouwen en auto's. De bijna onzichtbare strengen vormen films die kunnen ‘praten’.”

Naast het vullen van een kamer met geluid uit onzichtbare luidsprekers, nanobuis-luidsprekers kunnen gemakkelijk het geluid van de luidruchtigste buurman onderdrukken of het geraas van het verkeer dat langs een buurt raast dempen, met dezelfde principes als de huidige geluidsonderdrukkende technologieën.

“De geluidsopwekking door nanobuisjes kan helpen om dit effect op zeer grote schaal te bereiken, ' zei Kozlov.

Carter Haines, een hoofdvak natuurkunde, was co-auteur van het tijdschriftartikel en hielp bij het testen van de nanobuis-luidsprekers. Hij is een voormalige George A. Jeffrey NanoExplorer, die op de middelbare school onderzoek deed aan het NanoTech Institute. Als student bleef hij onderzoek doen in het laboratorium.

“Hands-on onderzoek als dit is erg belangrijk voor mij, ’ zei Haines. “We moesten de testopstelling helemaal opnieuw samenstellen. Ik vond het leuk om in mijn eentje aan kleine projecten te sleutelen, maar dankzij de middelen en de richting die NanoTech biedt, kan ik de wetenschap op een heel ander niveau verkennen.”

Naast het aantonen dat bossen en platen van nanobuisjes geluid kunnen genereren, het team heeft een aantal capaciteitsmetingen gedaan om toe te voegen aan de groeiende lijst met kenmerken, of eigendommen, wetenschappers kunnen gebruiken in toekomstige studies. Dergelijke karakteriseringen zijn vooral belangrijk in nieuwe onderzoeksgebieden en dienen als platform voor kennis, laag voor laag opgebouwd, van dit soort projecten.

Haines drukte een gevoel uit dat alle onderzoekers kenden toen ze hoorden dat het tijdschriftartikel was gepubliceerd.

"Aan de ene kant, het is de moeite waard om te zien dat iets waar ik aan heb gewerkt wordt erkend en gepubliceerd, ’ zei Haines. "Anderzijds, Ik weet dat dit maar een klein ding is, en als er iets is, het dient om me eraan te herinneren hoeveel meer er moet worden gedaan.”