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能听见声音的织物 |《自然》论文

2024年03月03日 08:59  点击:[]

《自然》发表的一篇论文Single fibre enables acoustic fabrics via nanometre-scale vibrations报道了一种含有特殊纤维的织物,这种特殊纤维能有效探测声音。以我们耳朵的精密听觉系统为灵感,这种织物可以用来进行双向交流,辅助定向倾听,或监测心脏活动。

开发出能探测声音并加以处理的织物,有望解锁从计算织物到安全保障再到生物医学的大量实际应用。

美国麻省理工学院的Yoel Fink和同事描述了一种新的织物设计,以耳朵的复杂结构为灵感,这种织物可作为一个灵敏的麦克风发挥作用。我们的耳朵能让声音产生的振动经过耳蜗转化成电信号。这种设计需要将一种特殊的电织物——压电纤维——编织到织物纱线中,能将可听见频率的压力波转换为机械振动。这种纤维能将这些机械振动再转化为电信号,类似于耳蜗的作用。只需少量这种特殊压电纤维就能让织物具备声音灵敏性:只需一根纤维就能制作几十平方米的纤维麦克风,这种纤维麦克风可以探测到和人类说话一样微弱的声音信号。这种纤维还能机洗,有悬垂性,是可穿戴应用的理想选择。

作者演示了这种织物被编织到衬衫后的三种主要应用。这种衣服可以探测到拍手声音传来的方向;可以促进两人之间的双向交流——两人都穿戴了这种可探测声音的织物;当织物触到皮肤时,还可以监测心脏。作者相信这种新设计可以应用于各种场景,包括安全保障(比如探测枪声的来源),辅助助听器佩戴者定向倾听,或是对心脏和呼吸系统疾病患者进行实时长期监测。

原文链接:Single fibre enables acoustic fabrics via nanometre-scale vibrations

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