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新技术:压电纤维编织能“听见”声音的织物问世

2024/6/3 12:37:00 来源: 评论(0)0

压电纤维

  听力有问题?把你的衬衫穿起来。英国《自然》杂志16日发表一项研究报告,报道了一种含有特殊纤维的织物,其能有效探测声音。这种织物以我们耳朵的精密听觉系统为灵感,可以用来进行双向交流,辅助定向倾听,或监测心脏活动。

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  从原理上讲,所有织物都会响应可听见的声音而振动,但这些振动是纳米级的,因为太小而通常无法感知。如果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。

  美国麻省理工学院研究团队此次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而发挥作用。人类的耳朵能让声音产生的振动经过耳蜗转化成电信号。而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: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;当织入衬衫的衬里时,该织物可检测到穿着者细微的心跳特征;更有趣的是,这种纤维还能机洗,有悬垂性,是可穿戴应用的理想选择。

  研究团队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。他们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。


责任编辑:遇村
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