有聲報紙？快了

密歇根州立大學的研究者設計了一種紙一樣薄的柔性設備，不僅能根據人體運動產生能量，還能作為揚聲器和麥克風，已發表在5月16日的自然通訊雜誌上。

這是音頻方面的一個重大突破，可能最終引領新的消費產品出現，比如可摺疊的揚聲器，計算機的聲控安全補丁以及有聲報紙。

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credit: 超速無證駕駛七號機的非著名網黃射秦畫手准司機黃致富

該大學的電子和計算機工程副教授、該受聯邦贊助項目主要研究員Nelson Sepulveda說道：「每一項技術都是從重大突破開始的，對於這種技術而言，本研究就是一個重大突破。這是首個超薄、彈性、可伸縮的雙向換能器，能實現機械能與電能的相互轉換。」

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在2016年晚些時候，Sepulveda和他的團隊成功演示了他們的薄片狀設備——鐵電納米發電機，或者叫FENG，並利用該設備給鍵盤、LED等以及LCD觸摸屏功能。該過程利用手指掃動或者輕輕地觸動的動作，將機械能轉換為電能，激活設備。

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FENG設備的製造過程是這樣的：首先將多晶硅與多層包括銀、聚醯亞胺以及聚丙烯鐵電等綠色生態物質一起編織。加入鐵離子，使得設備的每一層都包含帶電粒子。當設備受到人類運動或者機械形式的擠壓是，就能產生電能。

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該新研究成果則進一步擴展了FENG的易用性。研究者發現這種高科技材料居然還能捕捉聲音的振動這種機械能並轉換為電能，因此還可以作為麥克風。另外這種材料還能反過來將電能轉換為機械能，因此也可以作為揚聲器。

為了演示這種材料作為麥克風的用途，研究者設計了一個FENG安全補丁，可以利用語音識別登錄電腦。該補丁能有效保護個人電腦免受外界用戶的影響。Sepulveda 說道：「該設備對振動十分敏感，能捕捉到聲音的頻率成分。」

為了演示揚聲器的用途，研究者將FENG編織到了該大學的校旗中。通過放大器將音樂從iPad輸入到旗幟中，隨後旗幟就能無損重現音樂。Sepulveda說道：「旗幟自己就成為了揚聲器。所以未來我們可以用這種柔性、輕薄、小型的設備取代現有的笨重耗電的揚聲器。」

想像未來某天人們會從口袋中掏出輕便的揚聲器，拍在牆上，將自己的演講聲音傳遞給整個屋子的人。

Sepulveda補充道：「或者可能有一種報紙，每一頁都是麥克風和揚聲器。你可以擁有聲控的報紙，報紙可以回應你的話語。」

該大學的工程研究者和論文第一作者Wei Li稱，FENG材料可能的其他應用還包括去噪薄片和語音識別的健康監護手環。「很多人都關注於柔性設備的視覺和觸覺方面，但我們的重點是聽和說兩方面。」

論文原文：DOI: 10.1038/NCOMMS15310

本文譯自 phys，由譯者 CliffBao 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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