清华教授研制出碳纳米管薄膜“扬声器”

  【新闻中心讯】清华大学物理系范守善院士、姜开利副研究员领导的科研小组的一项最新研究发现,碳纳米管薄膜在有音频电流通过时,会具有类似“扬声器”的功能。这些“扬声器”的厚度只有几十纳米,而且是透明、柔软和可伸长的,它们可以被裁剪为任意形状和大小。相关论文发表在《纳米快报》(Nano Letters)上。

  研究表明,向非常薄的碳纳米管薄膜中通以音频的交流电,可以发出很响的声音。进一步的研究发现,这种现象源自一种热声效应。理论分析表明,由于该碳纳米管薄膜具有非常小的单位面积热容,使得这种热声效应变得非常强,发声频率范围非常宽(可以从100赫兹到100千赫兹)。基于这种效应,该研究小组制备出多种实用的碳纳米管薄膜扬声器。这种扬声器仅有几十纳米厚,具有透明度高,耐弯折,可拉伸,无磁等优点,并且可以任意裁剪成各种形状,悬空或铺在任意形状的绝缘基底上,例如墙壁、房顶、柱子、窗户、旗帜、衣服等等,面积可以任意大。这种结构和制备工艺非常简单的薄膜扬声器,将改变传统音响声学的设计思路,在传统的扬声器产业中开辟出新的方向。

  该项科研工作得到973和国家自然科学基金委以及富士康科技集团的资助,科研成果已于2008年4月申请了国际和国内专利。文章于2008年10月29日发表在Nano Letter网站上后,得到了国际上的广泛关注,被Nature, Physics Today, Chemical Engineering News 等众多科学媒体报道。

  美国伊利诺伊大学香槟分校的材料学教授John A. Rogers认为新开发的纳米器件很有创新性。他评价说,“该成果是一年内碳纳米管技术进展的封顶之作。就在几年前,人们对碳纳米管的研究还仅仅集中在单个的手工器件上。尽管仍很难预料碳纳米管何时才能与已确立的电子材料相抗衡,但至少现在我们可以开始进行现实的估计了。”(供稿 物理系 编辑 崔凯)

2008年11月14日 11:11:28  清华新闻网

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