石墨烯能够化身“传声筒”,帮助聋哑人“开口说话”。由清华大学微电子所任天令教授课题组发明的“智能石墨烯人工喉”,有望在未来解决聋哑人的“说话”难题。
日前,任天令课题组在《自然通讯》上发表了题为《具有声音感知能力的智能石墨烯人工喉》的研究论文,利用多孔石墨烯材料的优势,制造出一种收发同体、适合穿戴的集成声学器件。
据介绍,这种集成声学器件,利用石墨烯的热声效应来发射声音,利用石墨烯的压阻效应来接收声音,实现了单器件的声音收发同体。器件使用的多孔石墨烯材料具有高热导率和低热容率的特点,能够通过热声效应发出100Hz-40kHz的宽频谱声音。其多孔结构对压力也极为敏感,能够感知发声时喉咙处的微弱振动,可以通过压阻效应接收声音信号。因此,这种器件能够准确感知聋哑人低吟、尖叫等特殊声音,并将这种“无含义声音”转换为频率、强度可控的声音,有望在将来转换为预先录制的语言。
记者看到,当“人工喉”佩戴者大声发出低吟时,人工喉会感知喉咙振动状态并发出预先设定的声音,当佩戴者变换低吟的长短、声调时,人工喉发出的声音也会随之对应发生明显变化。