I primi altoparlanti al grafene offrono prestazioni nettamente superiori rispetto a quelli tradizionali. A Berkeley, esattamente presso la University of California, due ricercatori hanno realizzato un prototipo di altoparlante per auricolari che supera ogni aspettativa.
"Per l'ascolto umano l'altoparlante ideale o l'auricolare dovrebbe generare un livello di pressione sonora costante dai 20 Hz ai 20 kHz, vale a dire che dovrebbe avere una risposta in frequenza piatta", hanno spiegato i fisici Qin Zhou e Alex Zettl. Con questo progetto l'obiettivo finale si avvicina.
Altoparlante al grafene
La novità sostanziale è che i prodotti tradizionali si affidano a un diaframma che crea onde di pressione grazie alla vibrazione meccanica. Questo prototipo si affida invece a pochi strati di grafene (spessi 30 nm e lunghi 5 mm) posti a sandwich tra una coppia di elettrodi che creano un campo elettrico. L'oscillazione di quest'ultimo genera la vibrazione del grafene e di conseguenza il suono.
Sebbene non sia stato ancora profuso alcun impegno per l'ottimizzazione delle onde acustiche, la qualità sonora è all'altezza dei migliori prodotti di mercato. Quindi è evidente che con un minimo di cura si possano superare di gran lunga gli attuali standard.
Il motivo "fisico" di questa netta superiorità si deve al fatto che i diaframmi di ogni altoparlante sono dei semplici oscillatori armonici con una massa intrinseca e un ripristino di forza che ne determina la vibrazione a differenti frequenze. La maggior parte devono essere smorzati per ampliare la gamma di frequenze, ma questo produce inefficienze, richiede studi elaborati e costi non indifferenti.
Per i mostri c'è ancora tempo
Un metodo per ridurre il cosiddetto impatto dell'ingegneria di smorzamento è quello di usare diaframmi molto sottili e leggeri, dotati di una piccola sorgente costante in modo che sia l'aria stessa a smorzarne il moto. Nel campo hi-fi si punta su materiali sempre più innovativi, ma il grafene appare come la soluzione ideale.
"È un conduttore elettrico, ha una densità di massa estremamente piccola e può essere configurato per avere una sorgente costante molto piccola", hanno aggiunto Zhou e Zettl. Senza contare i risparmi energetici e la resistenza del materiale.
Ci vorrà del tempo per un prodotto consumer, ma i primi riscontri promettono bene.