基于石墨烯的麥克風讓你有像蝙蝠一樣的聽力

鎂客 10年前 (2015-07-24)

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,可以設計出某種裝置使人類擁有這樣的能力。

基于石墨烯的麥克風讓你有像蝙蝠一樣的聽力1

作為大自然的一個物種,人類已經發展到有一定的優勢和劣勢。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,可以設計出某種裝置使人類擁有這樣的能力。

加州大學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。

“海洋哺乳動物和蝙蝠使用高頻率的回聲定位進行溝通,但人類只是還沒有完全開發出類似應用,在我看來,主要是因為我們的技術還做不到。”加州大學伯克利分校的物理學家 Alex Zettl在一次新聞發布會上說:“目前為止,我們還沒有很好的寬帶超聲波發射器或接收器。這些新型設備是對技術的挑戰。”

這項研究結果發表在美國國家科學院的會議雜志上,通過在麥克風振膜中使用了由石墨烯構成的紙或塑料,兩者結合在一起造出可以用于無線通信的超聲波無線電設備。

因為特殊的原子構造,因此石墨烯具有很好的強度,剛度,重量輕等特性,所以它是一種在很寬的頻率波段內都極為敏感的材料。在這種情況下,麥克風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500千赫的頻率波段。(蝙蝠聽到在9 kHz到200 kHz的范圍內。)

為了驗證基于石墨烯材料的麥克風效果,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,該裝置也用于單調波段的頻次呼應,意味著它可精確地再現錄入的聲音而不出現任何衰減或延遲。研究人員聲稱,這種穩定的頻率響對聲學研究有著顯著的影響。

讓這一切非常有吸引力的是,它的生產過程非常簡單。“我們已經說了太多石墨烯在電子產業和納米級設備中的應用,但目前為止也只是說說而已。”Zettl在新聞發布會上說。“麥克風和揚聲器是最接近商業化可行性的設備之一,因為我們已經知道如何使用石墨烯制造出這樣的設備,所以很容易擴大規模。”

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