把纖維變成揚(yáng)聲器

最近，科學(xué)家們成功用石墨烯芯片替代手機(jī)揚(yáng)聲器，而密歇根州立大學(xué)的科學(xué)家們又發(fā)明了另一種“黑科技”：新型柔性電子面板可以實(shí)現(xiàn)把纖維變成揚(yáng)聲器。

2016年底，密歇根州立大學(xué)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種柔性的、生物兼容的薄膜裝置，被稱作“鐵電駐極體納米發(fā)電機(jī)（FENG）”。簡(jiǎn)單地說(shuō)，當(dāng)FENG被折疊發(fā)生變形后它可以實(shí)現(xiàn)發(fā)電，并為其他的簡(jiǎn)易電子器件提供動(dòng)力。

近日，科學(xué)家又找到這種技術(shù)的新用途 —— 利用  FENG 技術(shù)打造一臺(tái)輕薄、柔性的麥克風(fēng)或揚(yáng)聲器。其關(guān)鍵是采用了能夠“將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能”的帶電離子層，或者將之反向運(yùn)用。這項(xiàng)研究于本周發(fā)表在《自然通訊》期刊上。

FENG薄膜由硅、銀和聚酯纖維構(gòu)成離子填充層，外面包裹著泡沫狀的聚丙烯鐵電駐極體材料。FENG薄膜只要被壓縮就可以產(chǎn)生電能，比如用FENG制作的柔性鍵盤(pán)就不需要任何外來(lái)動(dòng)力來(lái)供電。

密歇根州立大學(xué)的研究人員還表示FENG有希望用在衣服上，在人們運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，F(xiàn)ENG薄膜發(fā)生形變而輸出電能，為一些小裝置提供動(dòng)力。

圖 | FENG材料制作的柔性鍵盤(pán)

在后續(xù)的研究中，塞普爾韋達(dá)團(tuán)隊(duì)又發(fā)現(xiàn)FENG對(duì)聲音非常敏感，聲波造成的微弱變形都可以產(chǎn)生電信號(hào)。這就意味著，F(xiàn)ENG薄膜可以用作麥克風(fēng)，也可以用在聲音識(shí)別系統(tǒng)中，精確度將會(huì)非常高。

研究人員還展示了FENG如何將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。比如，將FENG嵌入到一面旗里，然后連接一臺(tái)iPad輸入信號(hào)，這面旗就可以清晰地重現(xiàn)這些聲音。那么，在未來(lái)，喇叭有可能被FRNG所替代。