美國科學(xué)家日前以石墨烯為材料，制造出質(zhì)量輕薄的超聲波發(fā)射器和接收器。這套系統(tǒng)使人類具有了類似蝙蝠的能力，即利用聲音精確感知和測量身體周圍事物的距離和運(yùn)動(dòng)速度。
蝙蝠和某些海洋動(dòng)物能夠利用高頻率的聲音進(jìn)行回聲定位或信息交流。它們能通過口腔或鼻腔把從喉部產(chǎn)生的超聲波發(fā)射出去，利用折回的聲波來定向，并判定附近物體的位置、大小以及是否在移動(dòng)。但受生理?xiàng)l件和技術(shù)限制，人類還未能充分利用該項(xiàng)技能。人類能夠聽到頻率在20至20000赫茲范圍內(nèi)的聲音，而蝙蝠所能聽到的聲音頻率范圍則在9000至20萬赫茲。
據(jù)加州大學(xué)伯克利分校官方網(wǎng)站7日報(bào)道，該校物理學(xué)家亞歷克斯·塞特爾用單層石墨烯作為震動(dòng)膜，制備出了能夠大幅擴(kuò)展人類聽覺能力的系統(tǒng)。這套系統(tǒng)包括超聲波發(fā)射器和接收器兩部分，其接收器能夠感知的聲音頻率范圍的下限遠(yuǎn)低于20赫茲，而其上限也超過50萬赫茲。研究人員利用這套系統(tǒng)，成功捕獲到蝙蝠鳴叫中那些對人類來說因?yàn)轭l率太高而無法聽到的聲音，并將其轉(zhuǎn)換成人類能夠聽到的聲音。
該研究團(tuán)隊(duì)成員周勤（音譯）說：“石墨烯薄膜具有非常寬泛的聲音頻率感知范圍，并且能夠產(chǎn)生劇烈的脈沖波動(dòng)，可比傳統(tǒng)方法更精準(zhǔn)地測定距離。”
加州大學(xué)伯克利分校的蝙蝠專家米歇爾·亞爾采夫教授說，石墨烯能夠使研究者在非常寬泛的頻率之中感受到平穩(wěn)的聲音。這套系統(tǒng)對在高頻率波段下研究聽覺信號有重大意義，也使人類能夠?qū)︱鹚褂玫穆犛X脈沖進(jìn)行更詳細(xì)的研究。
塞特爾指出，高保真音響愛好者也會(huì)享受到石墨烯揚(yáng)聲器和耳機(jī)帶來的愉悅。這一系統(tǒng)將為他們提供更為舒適的聽覺享受。而隨著石墨烯技術(shù)的發(fā)展，制造更多以石墨烯為材料的設(shè)備將變得輕而易舉。
總編輯圈點(diǎn)
不斷擺脫自身器官局限，用更加豐富和準(zhǔn)確的方式去感知和認(rèn)識世界，是技術(shù)發(fā)展的重要方向，如望遠(yuǎn)鏡、聲吶、溫度計(jì)等。物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來，為我們感知的拓展提供了更多的技術(shù)選擇和資金支持，萬能材料石墨烯自然成為重要方向。本研究可能使“聽覺”成為又一個(gè)被新技術(shù)顛覆的領(lǐng)域，重塑耳機(jī)和音箱市場格局。未來該技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)更加廣泛，當(dāng)我們沉浸在愉悅舒適的音樂中時(shí)，在大海深處，潛艇的聲吶也更能明察秋毫。
|
