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美国科学家以石墨烯为材料制造出超声波发射器

导读: 美国科学家日前以石墨烯为材料,制造出质量轻薄的超声波发射器和接收器。物联网时代的到来,为我们感知的拓展提供了更多的技术选择和资金支持,万能材料石墨烯自然成为重要方向。

  美国科学家日前以石墨烯为材料,制造出质量轻薄的超声波发射器和接收器。这套系统使人类具有了类似蝙蝠的能力,即利用声音精确感知和测量身体周围事物的距离和运动速度。

  蝙蝠和某些海洋动物能够利用高频率的声音进行回声定位或信息交流。它们能通过口腔或鼻腔把从喉部产生的超声波发射出去,利用折回的声波来定向,并判定附近物体的位置、大小以及是否在移动。但受生理条件和技术限制,人类还未能充分利用该项技能。人类能够听到频率在20至20000赫兹范围内的声音,而蝙蝠所能听到的声音频率范围则在9000至20万赫兹。

  据加州大学伯克利分校官方网站7日报道,该校物理学家亚历克斯·塞特尔用单层石墨烯作为震动膜,制备出了能够大幅扩展人类听觉能力的系统。这套系统包括超声波发射器和接收器两部分,其接收器能够感知的声音频率范围的下限远低于20赫兹,而其上限也超过50万赫兹。研究人员利用这套系统,成功捕获到蝙蝠鸣叫中那些对人类来说因为频率太高而无法听到的声音,并将其转换成人类能够听到的声音。

  该研究团队成员周勤(音译)说:“石墨烯薄膜具有非常宽泛的声音频率感知范围,并且能够产生剧烈的脉冲波动,可比传统方法更精准地测定距离。”

  加州大学伯克利分校的蝙蝠专家米歇尔·亚尔采夫教授说,石墨烯能够使研究者在非常宽泛的频率之中感受到平稳的声音。这套系统对在高频率波段下研究听觉信号有重大意义,也使人类能够对蝙蝠所使用的听觉脉冲进行更详细的研究。

  塞特尔指出,高保真音响爱好者也会享受到石墨烯扬声器和耳机带来的愉悦。这一系统将为他们提供更为舒适的听觉享受。而随着石墨烯技术的发展,制造更多以石墨烯为材料的设备将变得轻而易举。

  总编辑圈点

  不断摆脱自身器官局限,用更加丰富和准确的方式去感知和认识世界,是技术发展的重要方向,如望远镜、声呐、温度计等。物联网时代的到来,为我们感知的拓展提供了更多的技术选择和资金支持,万能材料石墨烯自然成为重要方向。本研究可能使“听觉”成为又一个被新技术颠覆的领域,重塑耳机和音箱市场格局。未来该技术的应用将会更加广泛,当我们沉浸在愉悦舒适的音乐中时,在大海深处,潜艇的声呐也更能明察秋毫。

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