Un dispositif expérimental mesure la projection de son acoustique dans des liquides à partir d'une feuille de nanotubes de carbone.
(PhysOrg.com) -- Des chercheurs de l'UT Dallas ont découvert que les feuilles de nanotubes de carbone fonctionnent bien en tant que générateurs de sons sous-marins et haut-parleurs antibruit, deux caractéristiques hautement souhaitables pour les capacités de sonar et de furtivité des sous-marins. L'étude, qui a été publié dans le journal de l'American Chemical Society Lettres nano , révèle que les intervenants en nanosciences sont aussi performants sous l'eau que sur terre, et qu'un jour, ils pourraient remplacer les réseaux de sonars sous-marins traditionnels.
Les chercheurs avaient déjà montré que des feuilles de nanotubes de carbone peuvent produire un mur de sons dans l'air, sans aller et venir comme les enceintes traditionnelles. La dernière étude de l'UT Dallas Alan G. MacDiarmid NanoTech Institute, révèle que les intervenants en nanosciences sont aussi performants sous l'eau que sur terre, et qu'un jour, ils pourraient remplacer les réseaux de sonars sous-marins traditionnels.
L'étude a été publiée dans le journal de l'American Chemical Society Nano lettres.
Le sonar fonctionne en générant du son à partir d'un haut-parleur sous-marin et en collectant les ondes sonores qui sont réfléchies vers le sous-marin. Les opérateurs de sonar peuvent déterminer la taille d'un objet, l'emplacement et la vitesse avec les données du sonar. Mais, les réseaux de sonars délicats sont chers, ils ajoutent au poids d'un bateau, et ils ne font rien pour réduire les bruits d'hélice d'un sous-marin et d'autres bruits lorsqu'il navigue dans les mers.
Contrairement à l'alcool ou à d'autres liquides, l'eau a un effet intéressant sur les nanotubes de carbone. Les petits tubes repoussent légèrement l'eau et forment une couche d'air le long de leur périmètre. Une fois sous tension, la mince, des feuilles légères de nanotubes chauffent et refroidissent incroyablement rapidement, produisant une onde de pression dans l'air autour du nanotube que nos oreilles et autres appareils perçoivent comme un son.
Mince, des feuilles presque transparentes de nanotubes multi-parois (MWNT) sont connectées à une source électrique, qui chauffe rapidement les nanotubes provoquant une onde de pression dans l'air environnant pour produire du son.
Dirigé par le Dr Ali Aliev, chercheur à l'Institut NanoTech, l'équipe a découvert que les nanotubes excellent dans la production d'ondes sonores à basse fréquence, qui sont idéales pour sonder les profondeurs de l'océan avec un sonar. L'équipe a également confirmé des études précédentes notant la capacité des haut-parleurs nanoscientifiques à annuler le bruit lorsqu'ils sont réglés sur la bonne fréquence - disons, le grondement d'un sous-marin.
« Les plaques de nanotubes peuvent être facilement déployées sur des surfaces courbes, comme la coque d'un sous-marin, », a déclaré Aliev. « Ils sont très légers, environ 20 microns d'épaisseur, et ils sont 99% poreux. Des couches de feuilles de nanotubes peuvent être constituées, chacun avec une fonction différente, pour les applications de projecteur de sonar ou pour le contrôle des pertes de couche limite pour les véhicules marins. Sens, chauffer périodiquement la peau d'un sous-marin ou même d'un avion réchauffe la fine poche d'air autour du véhicule et réduit la friction et les turbulences. Ou, ces générateurs de sons sous-marins pourraient annuler le signal sonar envoyé par un autre sous-marin, laissant le sous-marin amical non détecté.
