Wetenschappers hebben een op grafeen gebaseerde microfoon ontwikkeld die bijna 32 keer gevoeliger is dan microfoons met een standaard op nikkel gebaseerde constructie.

De onderzoekers, gevestigd aan de Universiteit van Belgrado, Servië, creëerde een trillend membraan - het deel van een condensatormicrofoon dat het geluid omzet in een stroom - van grafeen, en waren in staat om tot 15 dB hogere gevoeligheid te tonen in vergelijking met een commerciële microfoon, bij frequenties tot 11 kHz.

De resultaten worden vandaag gepubliceerd, 27 november 2015, in het journaal 2D-materialen .

"We wilden laten zien dat grafeen, hoewel een relatief nieuw materiaal, heeft potentieel voor toepassingen in de echte wereld", legt Marko Spasenovic uit, een auteur van de krant. "Gezien het lichte gewicht, hoge mechanische sterkte en flexibiliteit, grafeen smeekt gewoon om te worden gebruikt als een akoestisch membraanmateriaal."

Het grafeenmembraan, ongeveer 60 lagen dik, werd gekweekt op een nikkelfolie met behulp van chemische dampafzetting, om een ​​consistente kwaliteit van alle monsters te garanderen.

Tijdens de membraanproductie, de nikkelfolie werd weggeëtst en het grafeenmembraan werd ter vergelijking in dezelfde behuizing geplaatst als een commerciële microfoon. Dit toonde een 15 dB hogere gevoeligheid dan de commerciële microfoon.

De onderzoekers simuleerden ook een 300-laags dik grafeenmembraan, die potentieel voor prestaties laat zien tot ver in het ultrasone deel van het spectrum.

"De microfoon presteerde zo goed als we hadden gehoopt", voegt Spasenovic toe. "Een dikker grafeenmembraan zou theoretisch verder kunnen worden uitgerekt, ultrasone prestaties mogelijk maken, maar helaas zijn we er nog niet helemaal experimenteel."

"In dit stadium zijn er verschillende obstakels voor het maken van goedkoop grafeen, dus onze microfoon moet meer als een proof of concept worden beschouwd", besluit Spasenovic. "De industrie werkt er hard aan om de grafeenproductie te verbeteren - uiteindelijk zou dit moeten betekenen dat we betere microfoons hebben tegen lagere kosten."