En experimentell uppsättning mäter akustisk ljudprojektion i vätskor från ett ark av kolnanorör.
(PhysOrg.com) - Forskare från UT Dallas har funnit att nanorörskivor i kol fungerar bra som ljudgeneratorer under vatten och brusreducerande högtalare, två mycket önskvärda egenskaper för ubåtsonar och smygförmåga. Studien, som publicerades i American Chemical Societys tidskrift Nanobokstäver , avslöjar att nanovetenskapshögtalare presterar lika bra under vattnet som de gör på land, och att de en dag kunde ersätta traditionella ekolodsuppsättningar för ubåtar.
Forskare hade tidigare visat att ark av kolnanorör kan producera en vägg av ljud i luft, utan att röra sig fram och tillbaka som traditionella högtalare. Den senaste studien från UT Dallas Alan G. MacDiarmid NanoTech Institute, avslöjar att nanovetenskapshögtalare presterar lika bra under vattnet som de gör på land, och att de en dag kunde ersätta traditionella ekolodsuppsättningar för ubåtar.
Studien publicerades i American Chemical Societys tidskrift Nanobokstäver.
Ekolod fungerar genom att generera ljud från en undervattenshögtalare och samla upp ljudvågorna som reflekteras tillbaka till suben. Ekolodsoperatörer kan bestämma ett objekts storlek, plats och hastighet med ekolodsdata. Men, de känsliga ekolodsuppsättningarna är dyra, de ökar båtens vikt, och de gör ingenting för att minska en ubåts propellerljud och andra ljud när den navigerar i haven.
Till skillnad från alkohol eller andra vätskor, vatten har en intressant effekt på kolnanorör. De små rören stöter bort vatten något och bildar ett luftlager längs deras omkrets. När den väl är strömsatt, den tunna, lätta ark av nanorör värmer och svalnar otroligt snabbt, producerar en tryckvåg i luften runt nanoröret som våra öron och andra enheter uppfattar som ljud.
Tunn, nästan genomskinliga ark av multi-walled (MWNT) nanorör är anslutna till en elektrisk källa, som snabbt värmer nanorören vilket gör att en tryckvåg i den omgivande luften producerar ljud.
Leds av Dr Ali Aliev, en forskare vid NanoTech Institute, teamet upptäckte att nanorör utmärker sig när det gäller att producera lågfrekventa ljudvågor, som är idealiska för att sondera havets djup med ekolod. Teamet bekräftade också tidigare studier som noterade förmågan hos nanovetenskapshögtalare att ta bort brus när de är inställda på rätt frekvens - säg, mullret från en ubåt.
"Nanorörsskivor kan enkelt placeras på krökta ytor, som skrovet på en sub, sa Aliev. "De är väldigt lätta, ca 20 mikron tjock, och de är 99 procent porösa. Lager av nanorörsark kan byggas upp, var och en med olika funktioner, för ekolodsprojektorapplikationer eller för kontroll av gränsskiktsförlusterna för marina fordon. Menande, periodisk uppvärmning av huden på en sub—eller till och med ett flygplan—värmer upp den tunna luftfickan runt fordonet och minskar friktion och turbulens. Eller, dessa undervattensljudgeneratorer kan ta bort ekolodssignalen som skickas ut av en annan sub, lämnar den vänliga suben oupptäckt."
