Transparante luidspreker met grafeen

Alweer een nieuwe toepassing van grafeen: in Korea hebben wetenschappers van de universiteit van Seoul een methode ontwikkeld om transparante luidsprekers te maken door ze met een gewone inkjetprinter te printen op een plastic drager. Jyongsik Jang en zijn medewerkers beschreven het proces in het tijdschrift Chemical Communications

Grafeen is de laatste tijd regelmatig in het nieuws, sinds het kon worden vervaardigd door André Geim en Konstantin Novoselov. Het materiaal bestaat uit een enkele laag koolstofatomen en heeft bijzondere eigenschappen. Er wordt zelfs gesuggereerd dat het een revolutie zal betekenen voor de gehele technologische wereld.

Eenvoudig proces 

Om luidsprekers van grafeen te maken, gebruikten de onderzoekers een eenvoudig proces in vier stappen.  De eerste stap is de synthese van grafeenoxide (GO) met een methode die eerder door andere onderzoekers is gedemonstreerd. Daarna worden GO-folies met behulp van geluidsgolven 'afgepeld' in water, om te voorkomen dat de schrifkoppen van de inkjetprinter verstopt raken. Het resultaat wordt met water gespoeld, om inzuiverheden te verwijderen. Dan wordt een lege printercartridge grondig gereinigd een gevuld met grafeen 'inkt'. Om een oppervlak te maken waarop de speciale inkt kan worden geprint, onderwerpt men een stuk PVDF (polyvinylideenfluoride) aan een zuurstof-plasmabehandeling bij lage temperatuur.

Vervolgens wordt de inkt met  een gangbare inkjetprinter tweezijdig en diverse malen gedrukt op het PVDF: zo ontstaan grafeen elektroden. Het geheel wordt onmiddelijk gedurende drie minuten onder vacuüm ondergedompeld in een oplossing van hydrazine en ammonia. Daarmee is het grafeen deel van de speaker voltooid. de rest van het project omvat grotendeels het aansluiten van de normale elektronica die ook in gewone luidsprekers is te vinden. De luidsprekers werken op basis van een piëzo-elektrisch effect dat het PVDF vervormt en daardoor geluidsgolven veroorzaakt.

Nog niet volmaakt

Het onderzoeksteam oppert dat de speakers kunnen worden gebruik als scherm voor een raam of een computerscherm, of zelfs als een tool voor antigeluid door er antigeluidsgolven in te sturen.

Omdat het proces uitgaat van normaal beschikbare naterialen (de grafietvlokken voor de inkt zijn gewoon in de handel verkrijgbaar) en bovendien tamelijk eenvoudig en recht-toe-recht-aan is, zouden de luidsprekers niet duur hoeven te zijn. Jang zegt wel dat het product nog niet volmaakt is. De geluidskwaliteit laat nog veel te wensen over, vooral aan de lage tonen moet nogworden gewerkt.

Flexible and transparent graphene films as acoustic actuator electrodes using inkjet printing, Keun-Young Shin, Jin-Yong Hong and Jyongsik Jang, Chem. Commun., 2011, Advance Article, DOI:10.1039/C1CC12913A