Có thể thấy đúng là có thể tin được, nhưng đôi khi thính giác lại tốt hơn.

Trường hợp điển hình: Hai anh em trong phòng thí nghiệm của Đại học Rice nghe thấy điều gì đó bất thường khi họ đang làm việc graphene. Cuối cùng, họ quyết định rằng chính tiếng nói đó có thể cung cấp cho họ dữ liệu quý giá về sản phẩm.

Hai anh em, John Lee, một cựu sinh viên Rice hiện đang học tại Đại học Stanford, và Victor Lee, một học sinh trung học ở New York và hiện là sinh viên năm nhất tại MIT, là tác giả chính của một bài báo nghiên cứu mô tả Thực tế. Phân tích thời gian của quá trình sản xuất graphene cảm ứng bằng laser (LIG) bằng âm thanh.

Hai anh em đang làm việc trong phòng thí nghiệm hóa học Rice James Tour khi họ đưa ra giả thuyết của mình và trình bày nó trong một cuộc họp nhóm.

“Thật thú vị,” John Lee nhớ lại, ”Giáo sư Tour nói và yêu cầu chúng tôi theo đuổi nó như một dự án tiềm năng.

Kết quả xuất hiện ở định dạng. vật liệu chức năng tiên tiếnMô tả một sơ đồ xử lý tín hiệu âm thanh đơn giản giúp phân tích LIG trong thời gian thực để xác định hình dạng và chất lượng của nó.

LIG, được Tour Lab giới thiệu vào năm 2014, tạo ra các lớp graphene liên kết với nhau bằng cách nung nóng phần trên cùng của một tấm polyme mỏng đến 2.500 độ C (4.532 độ F), chỉ để lại các nguyên tử cacbon. Kỹ thuật này đã được áp dụng để sản xuất graphene từ các nguyên liệu thô khác, thậm chí cả thực phẩm.

“Trong những hoàn cảnh khác nhau, chúng tôi nghe thấy âm thanh khác nhau John nói bởi vì các quá trình khác nhau đang xảy ra. “Vì vậy, nếu chúng tôi nghe thấy sự khác biệt trong quá trình tổng hợp, chúng tôi sẽ có thể phát hiện các vật liệu khác nhau được hình thành.”

Ông nói, phân tích âm học cho phép “khả năng kiểm soát chất lượng lớn hơn nhiều và nhanh hơn nhiều so với việc xác định đặc tính graphene bằng kỹ thuật kính hiển vi gây ra bởi tia laze.”

John nói: “Trong phân tích vật liệu, thường có sự đánh đổi giữa chi phí, tốc độ, khả năng mở rộng, độ chính xác và độ chính xác, đặc biệt là về lượng vật liệu bạn có thể xử lý một cách có hệ thống. “Những gì chúng tôi có ở đây cho phép chúng tôi mở rộng quy mô hiệu quả năng suất khả năng phân tích của chúng tôi với toàn bộ lượng vật liệu mà chúng tôi đang cố gắng tổng hợp một cách mạnh mẽ.”

John mời em trai của mình đến Houston, nhận ra rằng chuyên môn của anh ấy sẽ là một lợi thế trong phòng thí nghiệm. “Chúng tôi có những bộ kỹ năng bổ sung gần như theo thiết kế, nơi tôi tránh chuyên về những thứ mà anh ấy biết rõ, và tương tự, anh ấy tránh những lĩnh vực mà tôi biết rõ,” anh ấy nói. “Vì vậy, chúng tôi là một đội rất mạnh.

Ông nói: “Về cơ bản, tôi đã tạo mối liên hệ giữa các âm thanh phù hợp với sản phẩm chính xác và kết nối giữa các âm thanh khác nhau tương ứng với các sản phẩm khác nhau. “Ngoài ra, nó mạnh hơn nhiều so với tôi với một số kỹ thuật tính toán nhất định, trong khi về cơ bản tôi là một chuyên gia thực nghiệm.”

Một micrô mini của Amazon trị giá 31 USD được gắn vào đầu laser và được gắn vào điện thoại di động bên trong tủ laser thu âm thanh để phân tích.

“Hai anh em đã biến đổi mô hình âm thanh thông qua một kỹ thuật thể thao Nó được gọi là biến đổi Fourier nhanh, vì vậy chúng có thể lấy dữ liệu số từ dữ liệu âm thanh. Tor nói. “Bằng một số phép tính toán học, dữ liệu này có thể là một công cụ phân tích gần như tức thì để đánh giá loại sản phẩm và độ tinh khiết.”

John Lee cho biết, âm thanh phát ra “cung cấp thông tin về sự giãn ra của năng lượng đầu vào khi tia laser chiếu vào mẫu và được hấp thụ, truyền đi, phân tán, phản xạ hoặc chuyển đổi thành các dạng năng lượng khác nhau”. Điều này cho phép chúng tôi thu được thông tin cục bộ về các tính chất của cấu trúc vi mô của graphene, hình thái của nó. và các tính chất của kích thước nano “.

Các Tour vẫn ngưỡng mộ sự khéo léo của họ.

Anh ấy nói, “Những gì anh em này đã đạt được thật đáng kinh ngạc.” “Họ nghe thấy âm thanh tổng hợp khi chúng đang được tạo ra và sau đó có thể xác định loại và chất lượng của sản phẩm gần như ngay lập tức. Đây có thể là một cách tiếp cận quan trọng trong quá trình Kết quả của việc kết hợp giữa giải thích và ngược lại để hướng dẫn các tiêu chuẩn sản xuất.

Ông cho biết phân tích âm thanh có thể đóng góp vào một số quy trình sản xuất, bao gồm đốt nóng joule trong phòng thí nghiệm của riêng mình, một phương pháp sản xuất graphene và các vật liệu khác từ các sản phẩm phế thải, cũng như thiêu kết, kỹ thuật pha, kỹ thuật căng thẳng, lắng đọng hơi hóa chất, đốt cháy, ủ và cắt laser. Sự phát triển khí, chưng cất và hơn thế nữa.

“Giữa kinh nghiệm thử nghiệm của John và tài năng thể thao của Victor, đội ngũ gia đình là tuyệt vời,” Tour nói. “Hạnh phúc lớn nhất của tôi là tạo ra một bầu không khí nơi trí óc trẻ Họ có thể sáng tạo và phát triển mạnh mẽ, và trong trường hợp này, họ đã chứng tỏ kinh nghiệm vượt xa những năm tháng của mình, John chỉ mới 19 tuổi và Victor 17 tuổi vào thời điểm phát hiện ra họ. “

Các đồng tác giả của bài báo là nghiên cứu sinh của Rice Jacob Beckham và Wen Chen, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ Bing Ding, cựu sinh viên Doi Long và nhà khoa học nghiên cứu Carter Kittrell. Tham quan là Chủ tịch của TT và WF Chao về Hóa học cũng như Giáo sư Khoa học Máy tính, Khoa học Vật liệu và Kỹ thuật Nano.