Lautsprecher aus Graphen-Membran

Graphene-Membran: Musik von der Tapete?

Lautsprecher mit Graphen-Membran könnten ein weiteres Phänomen der Zukunft sein.

Wir gehen heute auf Forschungstour und sind einmal mehr in Amerika, Kalifornien, wo eine Erfindung schon recht bald die Audiowelt kräftig aufmischen könnte. Es geht um einen Werkstoff,  ein neuartiges Material aus Kohlenstoff – Graphen (Engl. Graphene). Aus dem Material wurde nun eine Membran erzeugt. Diese Membran war angeblich schon beim Test im Labor in der Lage, die Klangqualität von aktuellen Lautsprechern zu übertreffen. Das schauen wir uns also mal genauer an.

Lautsprecher-Membrane: deshalb sind sie wichtig

Beginnen wir mit einer kleinen Wissenauffrischung: Für einen auch in den höchsten Tönen brillant klingenden Lautsprecher braucht es eine möglichst kleine, schwingende Membran. Im Umkehrschluss eine entsprechend große für die Wiedergabe tieferer Töne. Das Problem ist aber, dass es bislang noch begrenzt ist, wie klein, dünn und leicht eine Membran noch sein kann, um nicht zu reißen. Und so ist ab einem bestimmten Klang folglich Schluss, es sei denn, man entwickelt neue Materialien und optimiert die Technik weiterhin.

Modifikation aus Kohlenstoff mit weggeätztem Nickel

Genau das haben Forscher an der University of California mit der schon angesprochenen Graphen-Membran geschafft. Es handelt sich um eine Modifikation aus Kohlenstoff, welche aus zwei kaum wahrnehmbar dünnen Schichten besteht. Ein Hauch von Nichts sozusagen, aus einem Material, das schon 2010 für seine Erfindung mit einem Physik-Nobelpreis ausgezeichnet wurde.

Wenige Millimeter dünn, aber 125 mal reißfester als Stahl

Aus diesem Material haben die Forscher eine Membran geformt – mit der Besonderheit, dass sie bei minimalstem Gewicht eine derart große Reißfestigkeit aufweist, die wie gemacht für Lautsprecher ist. Einem Bericht von damals zufolge soll die Reißfestigkeit rund 125 Mal höher als die von Stahl sein. Wenn das kein Wort ist.

Für die Membran aus Kalifornien wurde eine sehr dünne Nickelfolie mit Graphen beschichtet, um dann das Nickel wegzuätzen und eine extrem dünne, nicht wirklich sichtbare Schicht zu erhalten, die genau diese Reißfestigkeit aufweist. In genau diesem Zustand ließ man das Material schwingen und erkannte, dass es tatsächlich einen Ton produziert, der wie schon oben erwähnt allein aus dem jetzigen Stadium eine bessere Qualität in dem Frequenzgang hatte als hochwertige Kopfhörer, die wir kennen.

Salonfähige Erfindung und Graphen bald auch bei uns?

Ob es sich um eine Erfindung handelt, die schon bald auch bei uns zum Einsatz kommen könnte, lassen sich bislang noch keine Angaben machen. Wie es bei allen neuen Produkten so ist, braucht eine Erfindung, bis sie salonfähig ist. Ausgeschlossen ist ein Einsatz von Graphen in Kopfhören, Lautsprechern und Mikrofonen allerdings pauschal nicht. Im Gegenteil: Mit weiteren technischen Optimierungen könnte Graphen die Audiowelt revolutionieren. Denn wenn sogar Forscher solch ein Material als Wunder bezeichnen, dürfte eine Kommerzialisierung nicht weit sein.

EU fördert Erforschung mit einer Milliarde jährlich

Erste Schritte geht übrigens die Europäische Union, indem die weitere Erforschung des Materials mit einer Milliarde Euro jedes Jahr gefördert wird. Man verspricht sich noch weitere Einsatzgebiete auch abseits der Lautsprecherwelt. Die Vision geht hin zu flexiblen Displays, Fahrzeugteilen, Flugzeugteilen, Batterien, Sensoren und mehr. Forscher an der Columbia University in New York haben die weltweit kleinste Glühlampe auf Graphen-Basis erfunden, die den Wolfrahmdraht durch eben eine extrem dünne Schicht des Wundermaterials ersetzt. Die Lichtleistung ist nicht so stark wie bei der normalen Glühlampe, aber immerhin sichtbar. Das alles sind gute Versuche, die langfristig den Weg der Weiterentwicklung ebnen dürften.

Die Forscher an der University of California haben übrigens auch ein Mikrofon mit Graphen entwickelt und mit ihm die für das menschliche Ohr nicht hörbaren Ultraschallwellen von Fledermäusen aufgenommen. Dass es geklappt hat, diese aufzunehmen, bewies das Abspielen des Bandes in 8 Mal niedrigerer Geschwindigkeit.

Graphene-Membran: Musik von der Tapete?
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  1. Volker Droysen von Hamilton
    13. Apr. 2017, 17:35

    ich würde mal sagen: abwarten und Tee trinken… auch in anderen Branchen wird mit großem Brimborium das „Wundermaterial“ gepriesen, z.B. in der Rennradindustrie, wo durch den Einsatz von Graphene geradezu Quantensprünge im Hinblick auf geringes Gewicht, Steifheit, Fahreigenschaften, Rollwiderstand, Pannensicherheit usw. versprochen wurden. Seit einiger Zeit sind Rahmen, Laufräder und Reifen mit Graphene nun auf dem Markt und weder in Tests noch im praktischen Gebrauch lässt sich auch nur irgendetwas davon verifizieren – tatsächlich können die entsprechenden Produkte mit den „konventionellen“ Spitzenprodukten nicht mithalten…

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Teufel Blog Redaktion

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