altoparlanti in grafene

Ascoltare musica con altoparlanti in grafene della dimensione di piccoli francobolli? La futura rivoluzione del settore audio su smartphone e dispositivi portatili per ascoltare musica e suoni in modo nuovo

L’evoluzione tecnologica si è sempre distinta per avere miniaturizzato gli apparecchi per produrre, guardare, ascoltare contenuti. Eppure se pensiamo al modo in cui viene diffusa nell’aria la musica che ascoltiamo, in tutti questi anni ben poco è cambiato. Gli altoparlanti in grafene probabilmente sono il tassello mancante di questa storia. in questo articolo vedremo di cosa si tratta.

Nella tecnologia dedicata al consumo di musica in pochi decenni siamo passati da radio a transistor grandi come lavatrici ad ipod tascabili con milioni di brani. Gli attuali smartphone connessi in streaming consentono di godere di qualsiasi contenuto audio o video, mentre le grosse scatole dei vecchi televisori a valvole si sono tramutati in schermi gigandi ultrapiatti. L’era digitale è dominata da circuiti integrati e microconduttori, tutto si è miniaturizzato in piccoli dispositivi tascabili. Invece l’evoluzione degli altoparlanti si è più o meno fermata al punto di partenza.

Storia degli altoparlanti

Il primo altoparlante per diffondere suoni è stato realizzato nel 1925 dagli ingegneri Edward W. Kellogg e Chester W. Rice. A loro si deve il genio di avere inventato un sistema capace di trasformare un segnale elettrico in vibrazioni e quindi in onde sonore. L’altoparlante da allora è costituito da una bobina mobile che al passare della corrente elettrica spinge avanti e indietro una membrana che produce il suono. Ancora oggi nelle casse hi-fi così come nei televisori si utilizza questo sistema per diffondere suoni è musica.

Certo in quasi 100 anni di storia degli altoparlanti sono stati fatti molti progressi. Sono nati sistemi elettrostatici, altoparlanti a nastro o planari con tecnologie costruttive sempre più performanti. Il suono è notevolmente migliorato e le dimensioni, a parità di potenza delle casse acustiche, si sono ridotte considerevolmente. Ma il principio di funzionamento fondamentalmente è rimasto lo stesso. Un discorso simile riguarda l’audio dei dispositivi portatili.

Altoparlanti degli smartphone

Le caratteristiche degli smartphone negli ultimi anni sono migliorate in maniera prodigiosa come capacità di calcolo, prestazioni, dimensioni, qualità dello schermo. Oggi abbiamo in tasca dispositivi molto più potenti di pc e macchine fotografiche digitali di 10 anni fa. Ma l’audio dei cellulari moderni è rimasto praticamente lo stesso dei primi telefoni, o quasi. I produttori si impegnano al massimo per migliorare il suono dei nuovi modelli, ma non possono fare più di tanto. Gli altoparlanti dei telefoni suonano ancora in modo metallico.

I moderni micro altoparlanti hanno un magnete permanente e una bobina mobile collegata ad un diaframma che spinge l’aria per creare un suono. Ma sono troppo piccoli e la potenza non può essere incrementata più di tanto per evitare problemi di surriscaldamento e di consumo della batteria. Ecco perchè l’invenzione dei ricercatori dell’Università di Exeter può essere rivoluzionaria.

Grafene materiale del futuro

Il Grafene è un singolo strato di grafite, quello sulla punta delle comuni matite, ma dallo spessore di un atomo. E’ stato scoperto nel 2004 quasi per caso da due ricercatori che lavoravano presso l’Università di Manchester e che per questa scoperta hanno vinto il Premio Nobel nel 2010. E’ ritenuto il materiale del futuro che cambierà le nostre vite perchè consentirà di avere prestazioni molto superiori dai dispositivi elettronici e non solo.

Il Grafene è materiale molto duro e resistente, resiste anche agli acidi, dieci volte più forte dell’acciaio e leggerissimo, sei volte più leggero dell’acciaio. In questo modo potrà venire impiegato in molteplici settori, dagli aeroplani, ai razzi, fino alle automobili ai pc e ai dispositivi portatili. Proprio per questo, mentre in tutto il mondo si depositano nuovi brevetti, anche l’Unione Europea ha deciso di finanziare la ricerca sul Grafene con un miliardo di euro.

Caratteristiche Grafene

La migliore caratteristica del Grafene è che può condurre elettricità. Quindi può essere utilizzato come transistor, con maggiore efficienza rispetto al silicio e anche come emettitore di luce al posto dei diodi. Ciò significa ad esempio processori più veloci e che consumano meno negli smarphone e nei tablet, ma anche schermi sottilissimi e flessibili per una infinità di applicazioni che oltre ai dispositivi mobili includono la possibilità di dotare di display confezioni di prodotti, vestiti, vetri di automobili e chissà cos’altro ancora.

Le potenzialità del Grafene sono enormi ma ci sono alcuni problemi che gli scienziati non hanno ancora risolto per realizzare semiconduttori super veloci. A breve però il suo utilizzo sembra possa comunque aumentare la velocità dei chip dei dispositivi. Secondo una recentissima scoperta dei ricercatori dell’università di Stanford, avvolgendo i milioni di piccoli cavi che trasportano i dati in uno strato protettivo di grafene, si potrebbe aumentare la velocità fino al 30 per cento. Sarà la prima realizzazione pratica di questa promessa della tecnologia del futuro.

Funzionamento altoparlante in grafene

Il grafene come abbiamo visto promette meraviglie nel campo delle nanotecnologie, ma ha anche ottime capacità termo acustiche. È sufficiente che una corrente elettrica ne attraversi un suo sottilissimo strato perchè, scaldandosi e raffreddandosi, il grafene si possa espandere e contrarre generando onde sonore. Nei nuovi altoparlanti in grafene sviluppati dai ricercatori non c’è nessuna parte in movimento e il consumo è ridottissimo. Inoltre può combinare in un unico chip altoparlante, amplificatore ed equalizzatore grafico.

Non è certo la prima volta che si utilizzano i principi della termoacustica. Ma trasformare l’energia termica in suono è sempre stato considerato un processo altamente inefficiente. L’utilizzo del grafene sembra annullare alcuni limiti aprendo nuove prospettive nel campo delle tecnologie audiovisive. I nuovi altoparlanti in grafene sarebbero perfetti negli smartphone e nei dispositivi portatitili, ma ad attenderli ci sono anche innumerevoli applicazioni in ambito medico e scientifico.