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Décryptage

Un microphone à base de graphène

Posté le par La rédaction dans Matériaux, Biotech & chimie

Des chercheurs de Berkeley ont fabriqué un système bidirectionnel dont le diaphragme est en graphène. De quoi décupler les performances.

« Les chauves-souris peuvent le faire. Les dauphins peuvent le faire. Maintenant, les hommes aussi. » Voici un teaser digne de Marvel. Pourtant, c’est le titre de l’article du journal de Berkeley annonçant les travaux de leurs chercheurs à propos d’un nouveau dispositif à base de graphène. Son superpouvoir ? Une extra-sensibilité.

En effet, le système mis au point permet d’émettre et de recevoir sur une gamme de fréquence particulièrement étendue dans les domaines du subsonique comme les chauves-souris et ultrasonique comme les dauphins: en dessous de 20 Hz et au-delà de 500 000Hz !

Publié dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences, ce travail s’appuie sur les propriétés physiques hors-normes du graphène, ce matériau bidimensionnel cristallin de carbone qui valut le prix Nobel de Physique à son découvreur Andre Geim en 2010. 

Deux ans plus tôt, cette équipe menée par Qin Zhou avait déjà réussit à fabriquer un haut-parleur avec un diaphragme en graphene. C’est donc très logiquement qu’ils ont voulu utiliser cette même technologie pour un microphone. Les appareils mis au point utilisent un diaphragme en graphène, ce qui lui confère la meilleure combinaison entre rigidité, résistance et légèreté pour être sensible aux très basses et très hautes fréquences. Plus particulièrement la fine épaisseur de la feuille d’atome lui donne une légèreté unique permettant une sensibilité aux impulsions électriques bien supérieure aux systèmes piézo-électriques actuels

« Notre membrane est si légère qu’elle a une réponse en fréquence extrêmement large. Elle est en mesure de générer des impulsions  et mesurer des distances avec beaucoup plus de précision que les méthodes traditionnelles » se  félicite Zhou.

Autre avantage, ce système micro/haut-parleur convertit 99% de l’énergie en son contre seulement 8% pour les systèmes standards.

Sur les conseils de sa femme, le physicien a utilisé ce prototype pour écouter le chant des chauves-souris. Emballé, Qin Zhou part dans le parc de Livermore capturer ce son inaudible à l’oreille humaine. Ce n’est qu’une fois ralenti en laboratoire qu’il put s’émerveiller du  « bat langage ». 

Un tel dispositif peut servir pour les communications sous-marines bien sûr, mais surtout pour communiquer via des matériaux comme l’acier, inaccessibles aux systèmes électromagnétiques.

Par Audrey Loubens

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