石墨烯能夠化身“傳聲筒”,幫助聾啞人“開口說話”。由清華大學微電子所任天令教授課題組發明的“智能石墨烯人工喉”,有望在未來解決聾啞人的“說話”難題。
日前,任天令課題組在《自然通訊》上發表了題為《具有聲音感知能力的智能石墨烯人工喉》的研究論文,利用多孔石墨烯材料的優勢,制造出一種收發同體、適合穿戴的集成聲學器件。
據介紹,這種集成聲學器件,利用石墨烯的熱聲效應來發射聲音,利用石墨烯的壓阻效應來接收聲音,實現了單器件的聲音收發同體。器件使用的多孔石墨烯材料具有高熱導率和低熱容率的特點,能夠通過熱聲效應發出100Hz-40kHz的寬頻譜聲音。其多孔結構對壓力也極為敏感,能夠感知發聲時喉嚨處的微弱振動,可以通過壓阻效應接收聲音信號。因此,這種器件能夠準確感知聾啞人低吟、尖叫等特殊聲音,并將這種“無含義聲音”轉換為頻率、強度可控的聲音,有望在將來轉換為預先錄制的語言。
記者看到,當“人工喉”佩戴者大聲發出低吟時,人工喉會感知喉嚨振動狀態并發出預先設定的聲音,當佩戴者變換低吟的長短、聲調時,人工喉發出的聲音也會隨之對應發生明顯變化。