基于石墨烯的麥克風(fēng)讓你有像蝙蝠一樣的聽力
雖然我們沒有蝙蝠或海豚的聲納般的測距能力,但我們有大腦,可以設(shè)計(jì)出某種裝置使人類擁有這樣的能力。
作為大自然的一個(gè)物種,人類已經(jīng)發(fā)展到有一定的優(yōu)勢和劣勢。雖然我們沒有蝙蝠或海豚的聲納般的測距能力,但我們有大腦,可以設(shè)計(jì)出某種裝置使人類擁有這樣的能力。
加州大學(xué)伯克利分校的研究人員正在做的就是利用石墨烯制造出極小的超聲波麥克風(fēng)。
“海洋哺乳動物和蝙蝠使用高頻率的回聲定位進(jìn)行溝通,但人類只是還沒有完全開發(fā)出類似應(yīng)用,在我看來,主要是因?yàn)槲覀兊募夹g(shù)還做不到。”加州大學(xué)伯克利分校的物理學(xué)家 Alex Zettl在一次新聞發(fā)布會上說:“目前為止,我們還沒有很好的寬帶超聲波發(fā)射器或接收器。這些新型設(shè)備是對技術(shù)的挑戰(zhàn)。”
這項(xiàng)研究結(jié)果發(fā)表在美國國家科學(xué)院的會議雜志上,通過在麥克風(fēng)振膜中使用了由石墨烯構(gòu)成的紙或塑料,兩者結(jié)合在一起造出可以用于無線通信的超聲波無線電設(shè)備。
因?yàn)樘厥獾脑訕?gòu)造,因此石墨烯具有很好的強(qiáng)度,剛度,重量輕等特性,所以它是一種在很寬的頻率波段內(nèi)都極為敏感的材料。在這種情況下,麥克風(fēng)可以獲取的頻率范圍就包含了人的聽覺范圍,從亞音速(低于20赫茲)到超聲波(高于20千赫),甚至可以獲取高達(dá)500千赫的頻率波段。(蝙蝠聽到在9 kHz到200 kHz的范圍內(nèi)。)
為了驗(yàn)證基于石墨烯材料的麥克風(fēng)效果,Zettl和他的同事用它成功地錄下了蝙蝠的聲音。
除了可以與蝙蝠溝通,該裝置也用于單調(diào)波段的頻次呼應(yīng),意味著它可精確地再現(xiàn)錄入的聲音而不出現(xiàn)任何衰減或延遲。研究人員聲稱,這種穩(wěn)定的頻率響對聲學(xué)研究有著顯著的影響。
讓這一切非常有吸引力的是,它的生產(chǎn)過程非常簡單。“我們已經(jīng)說了太多石墨烯在電子產(chǎn)業(yè)和納米級設(shè)備中的應(yīng)用,但目前為止也只是說說而已。”Zettl在新聞發(fā)布會上說。“麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器是最接近商業(yè)化可行性的設(shè)備之一,因?yàn)槲覀円呀?jīng)知道如何使用石墨烯制造出這樣的設(shè)備,所以很容易擴(kuò)大規(guī)模。”
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