Un haut-parleur souple par Kaili Jiang et Shoushan Fan

Il flotte au vent... et il diffuse de la musique. Cet étonnant prototype venu de Chine est un haut-parleur constitué d'une simple feuille de nanotubes de carbone. Les chercheurs qui l'ont mis au point ont découvert ses propriétés par hasard.

Au centre de recherche en nanotechnologies Tsinghua-Foxconn, à Pékin, Kaili Jiang, Shoushan Fan et leurs collègues travaillaient sur des films minces constitués de nanotubes de carbone d'environ 10 nanomètres de longueur. Ils ont eu la surprise de constater que ces feuillets émettaient un son lorsqu'ils étaient parcourus par un courant électrique alternatif, pour peu que sa fréquence soit comprise dans la gamme audio perceptible par l'oreille humaine.

Pour comprendre le phénomène, l'équipe a tenté de visualiser une vibration du film mince à l'aide d'un appareil à laser. Le cas échéant, la production du son serait analogue à celle d'un haut-parleur traditionnel, constitué d'une membrane mise en mouvement par un électro-aimant. Mais la feuille de nanotubes, même lorsqu'elle émet un son, reste rigoureusement immobile.

Cliquez sur l'image pour ouvrir la vidéo (format quicktime). Le film de nanotubes (le carré gris au centre de l'image) est élastique. On distingue, à droite, les fiches électriques. Il peut être allongé sans que la musique diffusée soit altérée. © Jiang Kaili et al., ACS Nano Letters

Les chercheurs ont alors suspecté un phénomène thermoacoustique. Le passage du courant électrique s'accompagnerait d'une forte élévation de température, jusqu'à 80°C. Cette chaleur ferait brutalement osciller les nanotubes, provoquant une onde de choc dans l'air environnant. Cet effet est loin d'être une découverte. Il a été mis en évidence à la fin du dix-neuvième siècle par plusieurs physiciens et utilisé un peu plus tard dans un appareil baptisé thermophone. L'engin émettait des sons par l'intermédiaire d'une feuille mince de platine. 

Par Jean-Luc Goudet pour futura-sciences.net