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傳統(tǒng)的揚聲器靠的是機械振動產(chǎn)生聲音,原理是通過運動的線圈和膜片來回振動空氣產(chǎn)生聲波,這種技術(shù)在一個多世紀以來幾乎沒有任何改變。英國??巳卮髮W(xué)的研究人員設(shè)計了一種開創(chuàng)性的方法讓石墨烯產(chǎn)生復(fù)雜和可控的聲音信號。實際上這種方法是將揚聲器、放大器和圖形均衡器組合成微縮的芯片。這項研究報告發(fā)表在近期的《科學(xué)報告(Scientific Reports)》雜志中。, t w0 ^0 p1 m9 b2 ^' H
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??巳卮髮W(xué)的研究人員的新技術(shù)不涉及任何振動部件。采用的石墨烯為材料的原子薄層通過交流電快速加熱和冷卻,并將這種熱變化轉(zhuǎn)移到空氣使空氣膨脹和收縮,從而產(chǎn)生聲波。
' N, e+ C& z8 c2 W5 ? S3 l/ \ 盡管將熱量轉(zhuǎn)化為聲音并不是什么先進技術(shù),但??巳匮芯啃〗M首先證明,這種簡單的過程也能完成聲音頻率混合,而聲音的放大和均衡全部都可以在一毫米尺寸的芯片中實現(xiàn)。石墨烯本身物理性質(zhì)表現(xiàn)完全透明,再加上芯片薄層無需運動就能產(chǎn)生復(fù)雜的聲音,在能耗上又低于傳統(tǒng)振動方式,這對新一代的視聽技術(shù)來說確實是一個突破。
; R0 H" V# K; U9 F) @ 埃克塞特量子系統(tǒng)和納米材料高級講師大衛(wèi).霍斯爾(David Horsell)解釋說:“熱聲(熱傳遞轉(zhuǎn)換稱的聲音)曾經(jīng)被忽視,因為人們覺得它可用性不高。但我們發(fā)現(xiàn)通過控制石墨烯電流產(chǎn)生的熱聲,不僅可以改變它的音量,還能控制熱聲的頻率,這些功能實現(xiàn)了,熱聲將能運用到很多領(lǐng)域中?!?/font>1 ~# I# f# N2 _5 N/ V- e% J1 @
霍斯爾博士補充說:“混頻是石墨烯熱聲的運用關(guān)鍵,根據(jù)發(fā)聲機制使我們可以采用兩種或更多種不同的聲源,將他們混合,從而有效地產(chǎn)生超聲波(和次聲),更令人興奮的是,這種混頻方式將更簡單控制,這可能對電信行業(yè)是有利的,電信行業(yè)需要以這種方式組合信號,目前電信使用的方式相當復(fù)雜,而且成本很高。
: _2 D# o9 O& ~; W' f 如果發(fā)展順利,石墨烯熱聲揚聲器將被運用在微型耳機、手機揚聲器等小型揚聲器中,亦可擴大到醫(yī)療領(lǐng)域和電信行業(yè)中。* ^0 x3 J) t3 s
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