Aufregende Ohrhörer aus Graphen

Graphen (mit langem und betontem e ausgesprochen) ist eine Substanz, die aus einem Wabengitter aus Kohlenstoffatomen besteht. Forscher der University of California in Berkeley haben diesen ultradünnen Stoff verwendet um daraus Lautsprecher für Ohrhörer zu bauen. Diese Labor-Prototypen sind Ohrhörer der Spitzenklasse!

Graphen findet man im Prinzip in jeder Bleistiftmine, denn Graphit besteht aus unzähligen Schichten aus Graphen, die dicht an dicht übereinandergestapelt sind. Wenn du mit einem Bleistift einen Strich ziehst, lösen sich dicke Stapel dieser Graphen-Schichten ab und bleiben am Papier haften, wodurch der Strich entsteht. Und das ist tatsächlich auch der erste Schritt um Graphen zu gewinnen.

Mit einem Klebeband, das auch fast jeder daheim hat, und mit sehr viel Geduld kann man von diesem Bleistiftstrich einzelne Graphen-Schichten abheben. Aber damit erhält man nur Graphen-Plättchen, die man gerade mal unter dem Mikroskop sehen kann. Die Graphen-Scheiben, die in den neuen Ohrhörern verbaut wurden, haben einen Durchmesser von 7 mm. Man gewinnt so große Flächen mit wesentlich aufwändigeren Verfahren, die große Temperaturen und Hochvakuum erfordern indem das Graphen aus einem Gas auf einem Träger abgeschieden wird. Das geht ganz gut, nur hat man dann das Problem, das Graphen wieder vom Träger abzulösen.

Die Forscher in Berkley haben das jedenfalls geschafft, und dann die nur eine Atomlage dicke Graphen-Scheibe auf beiden Seiten mit Silizium bedampft, wodurch zwei Elektroden entstanden sind, mit denen die Scheibe zum Schwingen angeregt werden kann.

Der Vorteil dieser ultradünnen Membran: Sie ist extrem leicht. Gelänge es eine Membran herzustellen, die ein ganzes Fußballfeld bedecken würde, würde sie nur ein Gramm wiegen, also weniger als die Hälfte einer 1-Cent-Münze. Dabei ist Graphen aber extrem reißfest. Graphen reißt erst bei ungefähr der hundertfachen Kraft, bei der eine gleich dicke Stahl-Schicht reißen würde.

Beide Eigenschaften zusammen, extrem geringes Gewicht und extrem hohe Reißfestigkeit, ergeben die ideale Lautsprechermembran. Ohne irgendwelchen weiteren Optimierungen, und ohne die Notwendigkeit die Membran dämpfen zu müssen um ihr Reißen zu verhindern, geben diese Ohrhörer auch die lautesten Töne praktisch unverzerrt wieder.

Diese Prototypen aus dem Labor einer amerikanischen Uni spielen jetzt schon, ohne irgendwelche elektronischen Tricks, in der Oberklasse der Ohrhörer-Lautsprecher mit. Wie werden sie erst klingen, wenn auch die minimalen Abweichungen vom theoretisch denkbaren Ideal ausgeglichen sind?

Aber auch das ist klar: Bezahlen wird diese Ohrhörer vorerst niemand können. Graphen ist schweineteuer, aber da Graphen auch für viele andere Anwendungen benötigt wird, wird ohnehin weltweit daran gearbeitet, Graphen immer günstiger herzustellen. Vielleicht kommen Graphen-Ohrhörer und sogar Graphen-Lautsprecherboxen ja doch in ein paar Jahren auf den Markt.

[arxiv via Gizmodo.com]

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2 Antworten auf Aufregende Ohrhörer aus Graphen

  1. Sneet 15 Mrz 2013, 12:49

    Sehr geil. Punkt.

  2. BlueHazard 15 Mrz 2013, 13:10

    Wenn dieses Material leichter und in grösseren Mengen gewonnen werden kann, hat es ein echtes Zukunftspotential. Woanders habe ich gelesen, dass damit theoretisch WLAN Antennen mit einer Übertragungsrate von etwas um 16 GB/s möglich sein sollen.