그래핀이 말할 때 과학자들은 이제 들을 수 있습니다.

보는 것이 믿을 수 있는 것이 사실일 수도 있지만 때로는 듣는 것이 더 좋습니다.

적절한 사례: Rice University 연구실의 두 형제는 작업 중 이상한 소리를 들었습니다. 그래핀. 결국 그들은 음성 자체가 제품에 대한 귀중한 데이터를 제공할 수 있다고 결정했습니다.

현재 스탠포드 대학에서 공부하고 있는 라이스 동문인 존 리와 뉴욕에서 고등학생이었고 현재 MIT 1학년인 빅터 리 형제는 현실을 기술한 연구 논문의 주저자입니다. 소리에 의한 레이저 유도 그래핀(LIG) 생산의 시간 분석.

형제들은 라이스 제임스 투어(Rice James Tour) 화학 연구실에서 일하고 있을 때 가설을 세워 그룹 회의에서 발표했습니다.

John Lee는 “흥미롭습니다.”라고 회상합니다. “Tour 교수가 말했고 우리에게 잠재적인 프로젝트로 추진해 달라고 요청했습니다.

결과는 . 형식으로 나타납니다. 첨단 기능성 소재LIG의 모양과 품질을 결정하기 위해 실시간으로 LIG를 분석하는 간단한 오디오 신호 처리 방식을 설명합니다.

2014년 Tour Lab에서 소개한 LIG는 얇은 폴리머 시트의 상단을 섭씨 2,500도(화씨 4,532도)로 가열하여 서로 연결된 그래핀 시트 층을 만들고 뒤에 탄소 원자만 남깁니다. 이 기술은 이후 다른 원료, 심지어 식품에서 그래핀을 만드는 데 적용되었습니다.

“다양한 상황에서 우리는 다른 소리 John은 다른 프로세스가 발생하기 때문이라고 말했습니다. “따라서 합성 과정에서 차이점을 듣게 되면 형성되는 다양한 물질을 감지할 수 있을 것입니다.”

그는 음향 분석이 “훨씬 더 큰 품질 관리 능력을 가능하게 하고 현미경 기술에 의한 그래핀의 레이저 유도 특성화보다 훨씬 빠릅니다”라고 말했습니다.

“재료 분석에서는 특히 체계적으로 처리할 수 있는 재료의 양과 관련하여 비용, 속도, 확장성, 정확성 및 정밀도 사이에 종종 절충점이 있습니다.”라고 John이 말했습니다. “여기에 있는 것은 강력한 방식으로 합성하려는 재료의 전체 양으로 분석 기능의 생산성을 효율적으로 확장할 수 있게 해줍니다.”

John은 그의 전문 지식이 연구실에서 유리할 것이라는 것을 깨닫고 그의 남동생을 휴스턴으로 초대했습니다. “우리는 거의 디자인적으로 보완적인 기술 세트를 가지고 있습니다. 나는 그가 잘 아는 분야를 전문화하지 않고 마찬가지로 그가 내가 잘 아는 분야를 피합니다.”라고 그는 말했습니다. “그래서 우리는 매우 강한 팀입니다.

“기본적으로 올바른 소리가 올바른 제품에 해당한다는 연결을 만들고 다른 소리가 다른 제품에 해당한다는 연결을 만들었습니다.”라고 그는 말했습니다. “또한 저는 기본적으로 경험적 전문가이지만 특정 계산 기술보다 훨씬 더 강력합니다.”

레이저 헤드에 부착되고 레이저 캐비닛 내부의 휴대폰에 부착된 31달러 Amazon 미니 마이크는 분석을 위해 소리를 포착합니다.

“형제는 다음을 통해 사운드 패턴을 변형했습니다. 스포츠 기술 이를 고속 푸리에 변환이라고 하므로 오디오 데이터에서 수치 데이터를 얻을 수 있습니다. 토르가 말했다. “일부 수학적 계산에 따르면 이 데이터는 제품 유형 및 순도를 평가하기 위한 거의 즉각적인 분석 도구가 될 수 있습니다.”

방출된 소리는 “레이저가 샘플을 때릴 때 입력 에너지의 이완에 대한 정보를 제공하고 흡수, 투과, 산란, 반사 또는 일반적으로 다른 유형의 에너지로 변환됩니다.”라고 John Lee는 말했습니다. 이를 통해 우리는 지역 정보를 얻을 수 있습니다. 그래핀 미세구조의 특성, 그 형태, 나노규모의 특성”.

Tour는 여전히 그들의 독창성에 감탄합니다.

그는 “이 형제들이 이룬 것은 놀랍다”고 말했다. “그들은 합성음이 만들어지는 과정을 듣고 거의 즉각적으로 제품의 종류와 품질을 결정할 수 있습니다. 이것은 설명과 반대를 결합한 결과 제조 표준을 안내합니다.

그는 건전한 분석이 자신의 연구실에서 줄 가열, 폐기물에서 그래핀 및 기타 재료를 만드는 방법, 소결, 상 공학, 응력 공학, 화학 기상 증착, 연소, 어닐링 및 레이저 절단 가스 발생, 증류 등.

“John의 실험적인 경험과 Victor의 운동 능력 사이에서 가족 팀은 환상적입니다.”라고 Tour가 말했습니다. “나의 가장 큰 행복은 젊은 마음 그들은 창의적이고 번창할 수 있으며, 이 경우에 그들은 자신의 나이를 넘어선 경험을 보여주었습니다. John은 발견 당시 겨우 19세였고 Victor는 17세였습니다. “

이 논문의 공동 저자는 Rice 대학원생인 Jacob Beckham과 Wen Chen, 박사후 연구원 Bing Ding, 동문 Doi Long 및 연구 과학자 Carter Kittrell입니다. Tour는 화학 분야의 TT 및 WF Chao Chair이자 컴퓨터 과학, 재료 과학 및 나노 공학 교수입니다.