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这款利用热量发声的柔性纳米扬声器 薄得能贴在皮肤上都察觉不到

2018-08-25 17:53:19 来源: 前瞻网 作者:
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(图源:spectrum.ieee.org)
多年来,各种纳米材料已被用于扬声器和麦克风。
纳米颗粒已经取代了扬声器中的永磁体,一层碳纳米管薄膜也做了同样的事情。
当然,也

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(图源:spectrum.ieee.org)

多年来,各种纳米材料已被用于扬声器和麦克风。

纳米颗粒已经取代了扬声器中的永磁体,一层碳纳米管薄膜也做了同样的事情。

当然,也有人尝试用石墨烯来再现麦克风的声音。

现在,韩国蔚山国家科学技术研究所(UNIST)的研究人员用银纳米线制成了一种纳米膜,用作柔性扬声器或麦克风。

研究人员甚至将这种纳米膜制成了可以附着在皮肤上的扬声器,并用它演奏小提琴协奏曲的最后乐章——尼可罗·帕格尼尼的《钟》——来演示他们的纳米膜。

在《科学进展》(Science Advances)杂志上发表的一项研究中,韩国研究人员在聚合物基纳米膜中嵌入了一个银纳米线网络。

决定使用银纳米线而不是过去使用的其他类型的纳米材料是基于比较容易将纳米线混杂到聚合物上。

此外,研究人员选择纳米线,是因为石墨烯和碳纳米管等其他材料在纳米级厚度下的机械强度不如在独立形式下那么强,根据Hyunhyub Ko表示,他是UNIST的副教授,也是这项研究的合著者。

这种厚度是材料的关键元素。

“我们研究的最大突破是开发超薄、透明和导电的混合纳米膜,其厚度小于100纳米,”Ko说。

“纳米膜具有优异的光学、电气和机械性能,能够演示可以贴在皮肤上的、不可察觉的扬声器和麦克风。”

纳米膜扬声器通过温差引起的周围空气的振荡发出热量的声音来工作。

当电流通过导体并产生热量时,周期性的焦耳加热就会导致这些温度振荡。

对于麦克风的操作,混合纳米膜夹在带有微小图案的弹性薄膜之间。

这样,纳米膜就可以根据与弹性薄膜接触产生的摩擦电压精确地检测声带的声音和振动。

在这些扬声器和麦克风中,银纳米线既能导电,又能赋予纳米膜独立的强度。

尽管研究人员通过在皮肤上贴上这层纳米薄膜来演示这项技术,但研究人员表示,这可能并不是这项技术的实际应用。

这是因为热声扬声器的性能与扬声器的大小和温度变化成正比。

如果它直接连接到皮肤上,单位面积的输入功率水平对于产生大的声音来说会增加太多。

Ko补充说:“在商业应用方面,纳米膜的机械耐久性以及扬声器和麦克风的性能都需要进一步提高。”

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