Обычные динамики бытовых акустических систем используют преобразование электрического сигнала в акустические волны через относительно тяжелую мембрану диффузора. Вес мембраны всегда накладывает ограничения на воспроизводимый диапазон частот, а ее площадь определяет максимальную эффективную мощность громкоговорителя. Поэтому для создания высококачественных акустических систем в большинстве случаев используют многополосные схемы, использующие динамики различных габаритов, воспроизводящих звуки различных частотных диапазонов. В течении длительного времени ученые и инженеры стараются найти новые методы воспроизведения звука, использующие нетрадиционные технологии.
Одной из таких технологий, которая может использоваться для высококачественного воспроизведения звука, является использование термоаккустического эффекта, т.е. когда акустические колебания возникают под воздействием резких изменений температуры. Еще в 2008 году китайские ученые разработали динамическую головку, сделанную из углеродных нанотрубок и работающую на основе термоаккустического эффекта. Теперь, ученые из Финляндии разработали более простое термоаккустическое устройство, используя нанопроводники из алюминия, закрепленные на кремниевой подложке.
Каждый из этих алюминиевых проводов имеет длину 200 микрон, ширину 3 микрона и толщину 0.03 микрона. Решетка из таких проводников расположена на высоте нескольких микрон над кремниевым основанием. Подавая на эти проводники управляемое переменное напряжение ученые добились появления устойчивых колебаний температуры вблизи решеток этих проводников, что, в свою очередь, привело к генерации акустических волн. Добавляя постоянную составляющую к переменному сигналу, ученым удалось заставить эти динамики воспроизводить речь и музыку.
В ходе проведенных экспериментов ученые из исследовательского центра VTT (VTT Technical Research Center of Finland) и Хельсинского технологического университета (Helsinki University of Technology) сделали несколько различных вариантов этих термоэлектрических динамиков. Самый маленький из динамиков содержал акустическую решетку, содержащую 6000 алюминиевых проводников, а самый большой – уже 233000 проводников. Характеристики этих динамиков получились поистине фантастическими. Динамик, диаметром всего 8 сантиметров, способен создать звук силой в 100 Дб, верхняя частотная граница составляет 40 КГц, что практически в два раза превышает слышимый человеком звуковой порог.
Источник:
