美國科學家日前以石墨烯為材料，制造出質量輕薄的超聲波發(fā)射器和接收器。這套系統(tǒng)使人類具有了類似蝙蝠的能力，即利用聲音精確感知和測量身體周圍事物的距離和運動速度。
蝙蝠和某些海洋動物能夠利用高頻率的聲音進行回聲定位或信息交流。它們能通過口腔或鼻腔把從喉部產生的超聲波發(fā)射出去，利用折回的聲波來定向，并判定附近物體的位置、大小以及是否在移動。但受生理條件和技術限制，人類還未能充分利用該項技能。人類能夠聽到頻率在20至20000赫茲范圍內的聲音，而蝙蝠所能聽到的聲音頻率范圍則在9000至20萬赫茲。
據加州大學伯克利分校官方網站7日報道，該校物理學家亞歷克斯·塞特爾用單層石墨烯作為震動膜，制備出了能夠大幅擴展人類聽覺能力的系統(tǒng)。這套系統(tǒng)包括超聲波發(fā)射器和接收器兩部分，其接收器能夠感知的聲音頻率范圍的下限遠低于20赫茲，而其上限也超過50萬赫茲。研究人員利用這套系統(tǒng)，成功捕獲到蝙蝠鳴叫中那些對人類來說因為頻率太高而無法聽到的聲音，并將其轉換成人類能夠聽到的聲音。
該研究團隊成員周勤（音譯）說：“石墨烯薄膜具有非常寬泛的聲音頻率感知范圍，并且能夠產生劇烈的脈沖波動，可比傳統(tǒng)方法更精準地測定距離。”
加州大學伯克利分校的蝙蝠專家米歇爾·亞爾采夫教授說，石墨烯能夠使研究者在非常寬泛的頻率之中感受到平穩(wěn)的聲音。這套系統(tǒng)對在高頻率波段下研究聽覺信號有重大意義，也使人類能夠對蝙蝠所使用的聽覺脈沖進行更詳細的研究。
塞特爾指出，高保真音響愛好者也會享受到石墨烯揚聲器和耳機帶來的愉悅。這一系統(tǒng)將為他們提供更為舒適的聽覺享受。而隨著石墨烯技術的發(fā)展，制造更多以石墨烯為材料的設備將變得輕而易舉。
總編輯圈點
不斷擺脫自身器官局限，用更加豐富和準確的方式去感知和認識世界，是技術發(fā)展的重要方向，如望遠鏡、聲吶、溫度計等。物聯網時代的到來，為我們感知的拓展提供了更多的技術選擇和資金支持，萬能材料石墨烯自然成為重要方向。本研究可能使“聽覺”成為又一個被新技術顛覆的領域，重塑耳機和音箱市場格局。未來該技術的應用將會更加廣泛，當我們沉浸在愉悅舒適的音樂中時，在大海深處，潛艇的聲吶也更能明察秋毫。
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