基于石墨烯的麦克风让你有像蝙蝠一样的听力

镁客 9年前 (2015-07-24)

虽然我们没有蝙蝠或海豚的声纳般的测距能力,但我们有大脑,可以设计出某种装置使人类拥有这样的能力。

基于石墨烯的麦克风让你有像蝙蝠一样的听力1

作为大自然的一个物种,人类已经发展到有一定的优势和劣势。虽然我们没有蝙蝠或海豚的声纳般的测距能力,但我们有大脑,可以设计出某种装置使人类拥有这样的能力。

加州大学伯克利分校的研究人员正在做的就是利用石墨烯制造出极小的超声波麦克风。

“海洋哺乳动物和蝙蝠使用高频率的回声定位进行沟通,但人类只是还没有完全开发出类似应用,在我看来,主要是因为我们的技术还做不到。”加州大学伯克利分校的物理学家 Alex Zettl在一次新闻发布会上说:“目前为止,我们还没有很好的宽带超声波发射器或接收器。这些新型设备是对技术的挑战。”

这项研究结果发表在美国国家科学院的会议杂志上,通过在麦克风振膜中使用了由石墨烯构成的纸或塑料,两者结合在一起造出可以用于无线通信的超声波无线电设备。

因为特殊的原子构造,因此石墨烯具有很好的强度,刚度,重量轻等特性,所以它是一种在很宽的频率波段内都极为敏感的材料。在这种情况下,麦克风可以获取的频率范围就包含了人的听觉范围,从亚音速(低于20赫兹)到超声波(高于20千赫),甚至可以获取高达500千赫的频率波段。(蝙蝠听到在9 kHz到200 kHz的范围内。)

为了验证基于石墨烯材料的麦克风效果,Zettl和他的同事用它成功地录下了蝙蝠的声音。

除了可以与蝙蝠沟通,该装置也用于单调波段的频次呼应,意味着它可精确地再现录入的声音而不出现任何衰减或延迟。研究人员声称,这种稳定的频率响对声学研究有着显著的影响。

让这一切非常有吸引力的是,它的生产过程非常简单。“我们已经说了太多石墨烯在电子产业和纳米级设备中的应用,但目前为止也只是说说而已。”Zettl在新闻发布会上说。“麦克风和扬声器是最接近商业化可行性的设备之一,因为我们已经知道如何使用石墨烯制造出这样的设备,所以很容易扩大规模。”

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