顛覆三觀！這款石墨烯揚(yáng)聲器不靠震動(dòng)而靠熱能發(fā)聲

[摘要]英國埃克塞特大學(xué)的研究人員發(fā)明了一款石墨烯揚(yáng)聲器，僅有芯片大小，不需機(jī)械振動(dòng)就能發(fā)出聲音。

騰訊數(shù)碼訊（亦九）你能找到的幾乎每款揚(yáng)聲器里，都有一層膜用于機(jī)械震動(dòng)，通過震動(dòng)空氣產(chǎn)生聲波。但英國?？巳卮髮W(xué)的研究人員竟然研發(fā)出一款揚(yáng)聲器，不需要靠振動(dòng)發(fā)出聲音。

此項(xiàng)頗具開創(chuàng)性技術(shù)的關(guān)鍵，就是石墨烯，通過細(xì)微調(diào)整過的電流加熱或冷卻這種材質(zhì)，就可以制造聲波。

石墨烯又輕又薄，卻極其強(qiáng)韌，幾年前就有人想到用它來造揚(yáng)聲器了，但通常都是用石墨烯制作上文提到的那層膜。因?yàn)槭┖茌p，所以用很小的能量就能產(chǎn)生振動(dòng)，因此揚(yáng)聲器可以變得又小又節(jié)能。

而埃克塞特大學(xué)的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，如果打破上述傳統(tǒng)制造揚(yáng)聲器的流程，它還能變得更小、更加節(jié)能。果不其然，該團(tuán)隊(duì)發(fā)明的揚(yáng)聲器成了一塊芯片，大小不超過人的指甲蓋。在這個(gè)小芯片中，竟兼具揚(yáng)聲器、放大器和均衡器！

這款揚(yáng)聲器利用熱聲學(xué)原理，將熱能轉(zhuǎn)換為聲音。

目前這種工作原理還沒有太多實(shí)際運(yùn)用，但卻給石墨烯又添加了一個(gè)神奇功能。石墨烯是一種絕佳的導(dǎo)電體，通過給石墨烯施加特殊電流，使它快速加熱、冷卻。這一過程影響了揚(yáng)聲器膜周圍的空氣，空氣擴(kuò)張又收縮從而產(chǎn)生聲波。

那無需機(jī)械震動(dòng)的揚(yáng)聲器音質(zhì)怎么樣呢？研發(fā)團(tuán)隊(duì)稱，通過仔細(xì)調(diào)節(jié)電流穿過石墨烯的強(qiáng)度和位置，可以制造多種多樣的聲波。這種加熱、冷卻的循環(huán)往復(fù)，能讓揚(yáng)聲器同時(shí)混合、放大、均衡多種聲波，輸出的聲波甚至能超出人類聽覺響應(yīng)范圍，應(yīng)用于超聲領(lǐng)域。

此項(xiàng)研究的第一作者David Horsell認(rèn)為，過去人們不夠重視熱聲學(xué)，因?yàn)椴恢浪惺裁磳?shí)際用途，他們的團(tuán)隊(duì)則將關(guān)注點(diǎn)放在了聲音產(chǎn)生的過程上。他們發(fā)現(xiàn)通過控制穿過石墨烯的電流，不僅能制造聲音，還能調(diào)節(jié)音量大小，并精確控制頻率。這種精確的控制為研究人員開啟了新大門，發(fā)現(xiàn)了諸多我們未曾設(shè)想過的應(yīng)用途徑。

比方說，這種工作原理可以應(yīng)用于超聲醫(yī)學(xué)成像，它能使超聲設(shè)備更小、更節(jié)能，并且可以生成更清晰的圖像；還可以利用這種原理改進(jìn)無線電廣播設(shè)備和手機(jī)信號的混頻技術(shù)。

Horsell稱，熱聲學(xué)原理可以產(chǎn)生兩種、甚至多種音頻，并將它們調(diào)制在一起。最重要的是這一調(diào)制過程簡單可控，這可能會(huì)對電信行業(yè)造成巨大沖擊，因?yàn)楝F(xiàn)在電信業(yè)調(diào)制信號的方法十分復(fù)雜，導(dǎo)致成本居高不下，而熱聲學(xué)原理可以改變這一現(xiàn)狀。