纖維“麥克風(fēng)”使織物具有三種功能

3月16日，英國《自然》雜志發(fā)表一項(xiàng)研究報(bào)告，報(bào)道了美國麻省理工學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種含有特殊纖維的織物，能有效探測聲音。這種織物以耳朵的精密聽覺系統(tǒng)為靈感，可以用來進(jìn)行雙向交流，輔助定向傾聽或監(jiān)測心臟活動。

從原理上講，所有織物都會對可聽見的聲音響應(yīng)從而引發(fā)振動，但這些振動是納米級的，因?yàn)樘《ǔo法感知。如果開發(fā)出能探測聲音并加以處理的織物，有望解鎖從計(jì)算織物到安全保障再到生物醫(yī)學(xué)的大量實(shí)際應(yīng)用。

研究團(tuán)隊(duì)此次描述的新型織物設(shè)計(jì)，以耳朵的復(fù)雜結(jié)構(gòu)為靈感，這種織物可作為一個(gè)靈敏的“麥克風(fēng)”發(fā)揮作用。人類的耳朵能讓聲音產(chǎn)生的振動經(jīng)過耳蝸轉(zhuǎn)化成電信號，而這種設(shè)計(jì)需要將一種特殊的電織物——壓電纖維編織到織物紗線中，將可聽見頻率的壓力波轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動，這種纖維能將這些機(jī)械振動再轉(zhuǎn)化為電信號，類似于耳蝸的作用。只需少量特殊壓電纖維就能讓織物具備聲音靈敏性：一根纖維就能制作幾十平方米的纖維“麥克風(fēng)”。

這種纖維“麥克風(fēng)”可以探測到和人類說話一樣微弱的聲音信號，將其織入襯衫，便可檢測到穿著者細(xì)微的心跳特征。此外，這種纖維還能機(jī)洗，有懸垂性，是可穿戴應(yīng)用的理想選擇。

研究團(tuán)隊(duì)演示了這種織物被編織到襯衫后的三種主要應(yīng)用：一是可以探測到拍手聲音傳來的方向；二是當(dāng)兩人都穿戴了這種可探測聲音的織物時(shí)可以促進(jìn)兩人之間的雙向交流；三是當(dāng)織物觸到皮膚時(shí)，還可以監(jiān)測心臟。他們相信這種新設(shè)計(jì)可以應(yīng)用于各種場景，包括安全保障（比如探測槍聲的來源），輔助助聽器佩戴者定向傾聽，或是對心臟和呼吸系統(tǒng)疾病患者進(jìn)行實(shí)時(shí)長期監(jiān)測。