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  • Los altavoces de nanotubos de carbono reproducen música con calor

    Los estudiantes graduados de Michigan Tech Mahsa Asgarisabet y Troy Bouman ganaron recientemente un premio de SAE International por su trabajo en altavoces de nanotubos de carbono.

    Troy Bouman se acerca, presiona play, y el altavoz que está sobre el escritorio empieza a tocar la canción de lucha de la universidad. Pero este no es un altavoz ordinario. Este es un transductor de nanotubos de carbono y emite sonidos con el calor.

    Bouman y Mahsa Asgarisabet, ambos estudiantes graduados de la Universidad Tecnológica de Michigan, Recientemente ganó un premio Best of Show en la Conferencia y Exhibición de Ruido y Vibración 2015 de SAE International por su investigación acústica sobre altavoces de nanotubos de carbono. Trabajan con Andrew Barnard, profesor asistente de ingeniería mecánica en Michigan Tech, para desentrañar la física fundamental de estos altavoces inusuales.

    Aunque todavía es una tecnología incipiente, las aplicaciones potenciales son casi infinitas. Todo, desde el deshielo de las palas de los helicópteros hasta la fabricación de altavoces más livianos y la duplicación como altavoz de automóvil y filamento de calefacción para desempañadores de parabrisas traseros.

    Cómo suenan los nanotubos de carbono

    El altavoz independiente en sí es bastante humilde. De hecho, es un poco endeble. Una base de teflón sostiene dos varillas de cobre, y lo que parece una tela negra transparente se extiende entre ellos.

    "Una pequeña ráfaga de viento los atravesó, y ellos simplemente volarían lejos, "Dice Barnard." Pero puedes sacudirlos tanto como quieras, ya que tienen una masa tan baja, prácticamente no hay inercia ".

    El material es fuerte de lado a lado, porque lo que a simple vista no puede ver es la colección de nanotubos negros que forman esa fina película.

    Los nanotubos son estructuras en forma de paja con paredes de solo un átomo de carbono de espesor y pueden calentarse y enfriarse hasta 100, 000 veces por segundo. En comparación, una hoja de platino de unos 700 nanómetros de espesor solo puede calentarse y enfriarse unas 16 veces por segundo. El calentamiento y enfriamiento de los nanotubos de carbono hace que el aire adyacente se expanda y contraiga. Eso empuja las moléculas de aire y crea ondas sonoras.

    "Los altavoces tradicionales utilizan una bobina móvil, y así crean ondas sonoras, "Dice Bouman." Hay una física completamente diferente detrás de los altavoces de nanotubos de carbono ".

    Y debido a estas diferencias, los altavoces de nanotubos de carbono casi ingrávidos producen un sonido de una manera que nuestros oídos no comprenden inicialmente. La investigación de Bouman se centra en procesar las ondas sonoras para hacerlas más inteligibles.

    Acústica

    Hasta la fecha, la mayor parte de la investigación sobre nanotubos de carbono se ha centrado en los materiales. Los altavoces de nanotubos de carbono se descubrieron accidentalmente en 2008, demostrando que la idea era viable. Como ingenieros mecánicos que estudian acústica, Barnard, Bouman y Asgarisabet están perfeccionando la tecnología.

    "Son muy ligeros y no tienen partes móviles, "Asgarisabet dice, que es ideal para su trabajo en el control activo del ruido, donde las películas de nanotubos de carbono podrían cancelar el ruido del motor en los aviones o el ruido de la carretera en los automóviles. Pero primero, ella dice, "Quiero centrarme primero en conseguir un buen modelo térmico de los altavoces".

    Tener un modelo preciso Bouman agrega, es un reflejo de la comprensión de los propios altavoces de nanotubos de carbono. El trabajo de modelado que él y Asgarisabet están haciendo sienta las bases para desarrollar nuevas aplicaciones para la tecnología.

    Si bien queda mucha investigación para resolver la física subyacente de los altavoces de nanotubos de carbono, el hecho de poder utilizar las propiedades tanto del calor como del sonido los hace versátiles. La delgadez y la ingravidez también son atractivas.

    "Son básicamente altavoces adaptables, "Dice Barnard. La película delgada podría cubrirse con los tableros, ventanas paredes asientos y tal vez incluso ropa. Para llevar a los oradores a ese punto, Barnard y sus estudiantes continuarán refinando la eficiencia y la robustez de la tecnología, una película delgada de nanotubos de carbono a la vez.


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