傳統(tǒng)織物常被用來抑制或降低聲音，例如音樂廳的隔音材料和室內(nèi)的地毯。不過，現(xiàn)在這種傳統(tǒng)角色已經(jīng)開始改變。

研究人員通過不斷擴(kuò)展材料的特性，使織物更具功能性，并在尋找制造聲音感應(yīng)織物的方法時(shí)獲得了突破。

通常，聲音以輕微的壓力波在空氣中傳播。當(dāng)這些波到達(dá)我們的耳朵時(shí)，鼓膜的纖維層將壓力波轉(zhuǎn)化為機(jī)械振動(dòng)，再通過聽小骨進(jìn)入內(nèi)耳，在那里耳蝸會(huì)將它們轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，由大腦感知和處理。

受人耳工作原理的啟發(fā)，美國(guó)麻省理工學(xué)院的工程師與羅德島設(shè)計(jì)學(xué)院合作開發(fā)了一種“聲學(xué)織物”，它能將聲音轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。2022年3月16日，《自然》雜志發(fā)表了這項(xiàng)研究成果。所有的織物都會(huì)對(duì)可聽到的聲音做出反應(yīng)，這些振動(dòng)是納米級(jí)的，所以一般情況下無法感覺到。為了捕捉這些難以察覺的信號(hào)，研究人員創(chuàng)造了一種靈活的纖維，當(dāng)它被織入織物時(shí)，會(huì)像海面上的海草一樣隨織物彎曲。這種纖維是由一種“壓電”材料設(shè)計(jì)的，當(dāng)彎曲或機(jī)械變形時(shí)產(chǎn)生電信號(hào)，為織物提供一種將聲音振動(dòng)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的方法。

這種織物可以捕捉到從安靜的圖書館到繁忙的道路交通等各種分貝的聲音，并確定拍手等突發(fā)聲音的精確方向。將這種織物織入襯衫的襯里時(shí)，它可以檢測(cè)到穿著者微妙的心跳特征。

該團(tuán)隊(duì)將纖維與傳統(tǒng)紗線編織在一起，生產(chǎn)出可機(jī)洗的織物面料。研究人員說：“它質(zhì)量比較輕，比牛仔布料輕，但比禮服襯衫面料重?！?/p>

研究人員將一塊織物面料縫在襯衫的背面，通過站在與襯衫不同角度拍手來測(cè)試該面料對(duì)方向性聲音的敏感度。實(shí)驗(yàn)顯示，在3米遠(yuǎn)的地方，織物能夠檢測(cè)到1度以內(nèi)的聲音角度。研究人員設(shè)想，定向聲音感應(yīng)織物可以幫助有聽力損失的人在嘈雜的環(huán)境中找到聲源。

研究小組又將纖維縫在襯衫內(nèi)襯的胸部位置，發(fā)現(xiàn)它能準(zhǔn)確地檢測(cè)到志愿者的心跳。研究人員認(rèn)為，如果將這種聲學(xué)織物縫入孕婦服裝，也可以幫助監(jiān)測(cè)胎兒心跳。

最后，研究人員顛覆了纖維的功能，使其不再作為聲音探測(cè)器，而是作為一個(gè)揚(yáng)聲器。他們錄制了一些口語，并以外加電壓的形式將錄音輸入到纖維中，纖維則將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為可聽的振動(dòng)。

這種織物的主要研制者是麻省理工學(xué)院的一名博士后。他認(rèn)為，新型聲音織物有很多用途，“穿上一件聲學(xué)服裝，你可能會(huì)通過它來接聽電話和與他人交流。此外，這種織物貼合皮膚，舒適自然，穿戴者可以在不知不覺中實(shí)時(shí)、持續(xù)地接受心臟和呼吸狀況監(jiān)測(cè)。”

除了可穿戴的助聽器、可交流的衣服和跟蹤生命體征的服裝，該團(tuán)隊(duì)還看到了衣服以外的應(yīng)用。比如，它可以與航天器的外殼結(jié)合，監(jiān)聽太空塵埃的積累狀況，或嵌入建筑物以檢測(cè)裂縫。它甚至可以被編織成一張智能網(wǎng)，監(jiān)測(cè)海洋中的魚類。

總之，這項(xiàng)研究的成果為織物提供了一種傾聽我們身體和周圍環(huán)境的新方法。你愿意穿一件如同長(zhǎng)了耳朵的衣服嗎？