欧美成人黄色网_欧美精品久久_国产在线一区二区三区_免费视频久久久_亚洲二区视频_欧美大片免费高清观看

有人說，科技違背了優(yōu)勝劣汰的法則，它拯救了太多理應(yīng)被“淘汰”的人。而如果沒有科技，全人類可能都是應(yīng)被“淘汰”的弱者。近日，清華大學(xué)信息學(xué)院院長助理、長江學(xué)者任天令教授課題組在《自然·通訊》上發(fā)表題為《具有聲音感知能力的智能石墨烯人工喉》的研究論文，令人再次感嘆科技不可思議的魅力。

清華大學(xué)任天令教授課題組致力于智能石墨烯人工喉的研究，希望可以利用石墨烯的特性制成“收發(fā)一體”的集成聲學(xué)器件，實現(xiàn)柔性電子信息系統(tǒng)，幫助聾啞人“開口說話”，甚至讓人類聽懂動物的語言。

霍金曾說：“醫(yī)藥沒有治愈我的疾病，所以我更依賴于科技。”因患有肌萎縮側(cè)索硬化癥(ALS)的霍金，數(shù)十年來肌肉逐漸萎縮無力，尤其在一度說話變得含糊不清時，如果能夠聽到現(xiàn)在石墨烯“人工喉”的消息，那會讓這位大科學(xué)家多么開心，也許會增添更多他“點播”世界的醍醐灌頂之語。

“收發(fā)一體”柔性聲學(xué)器件

石墨烯因2010年的諾貝爾獎而世界矚目，大約十幾年來，全球很多科研人員爭相在研發(fā)中挖掘其更多的可能性。

“在研究中，我們想的是如何把它的潛質(zhì)發(fā)揮出來，正如清華大學(xué)各科研團隊的出發(fā)點，將所做的研究與實際應(yīng)用相結(jié)合，優(yōu)先解決社會迫切需求的問題。我的團隊側(cè)重關(guān)注健康層面，以提高人們的生活品質(zhì)。”任天令說。

他說，比如麥克風(fēng)，只能感知人說話的聲音;喇叭可以發(fā)出聲音，不過是單向的。就是人的喉嚨也僅能發(fā)出聲音而無法感知聲音，很難有一個聲學(xué)信息系統(tǒng)，既能夠感知聲音或一些信息，同時還能發(fā)出聲音。一般的聲學(xué)器件或信息系統(tǒng)功能單一、有所限制，通常工作在可聽域(20Hz—20kHz)的傳統(tǒng)發(fā)聲與收聲器件是分立器件，單器件無法同時實現(xiàn)發(fā)聲與收聲。此外，傳統(tǒng)聲學(xué)器件基于硬的材質(zhì)，非柔性，不適于作為可穿戴設(shè)備使用。

也就是說，如果能有一種材料可以兼顧三種功能：感知聲音、發(fā)出聲音，以及具有柔性，那么就可以形成理想的“收發(fā)一體”的集成聲學(xué)器件，實現(xiàn)柔性電子信息系統(tǒng)。而在實驗室，研究人員驚異地發(fā)現(xiàn)石墨烯這種材料可以滿足需求。

任天令介紹說，將少數(shù)幾個單層的石墨烯薄膜疊加組合在一起，形成一定的結(jié)構(gòu)，可使其比單層石墨烯有更加豐富的性能表現(xiàn)。在研究中，基于石墨烯的熱聲效應(yīng)發(fā)射聲音，并利用石墨烯微結(jié)構(gòu)的壓阻效應(yīng)來接收聲音，巧妙達(dá)到單器件聲音收發(fā)同體效果。

具體操作是，采用獨特的激光直寫技術(shù)工藝，制備出多孔的石墨烯材料，一方面，其具有高熱導(dǎo)率和低熱容率，通過熱聲效應(yīng)發(fā)出100Hz—40kHz的寬頻譜聲音;另一方面，石墨烯多孔微結(jié)構(gòu)材料對壓力極為敏感，能夠感知喉嚨發(fā)聲時的微弱振動，通過壓阻效應(yīng)接收聲音信號，從而實現(xiàn)單器件聲音收發(fā)一體化集成。