北京時間3月17日，美國麻省理工學(xué)院教授Yoel Fink團隊在Nature在線報道了一款聲學(xué)織物，模擬人的耳朵功能，首先將聲音轉(zhuǎn)換為機械振動，然后轉(zhuǎn)換為電信號，通過這種方式，聽見并記錄微弱的聲音。同時，該織物跟普通衣物無差別，可以多次機洗都完好無損。論文的第一作者為嚴威，現(xiàn)任新加坡南洋理工大學(xué)電子與電氣工程學(xué)院及材料科學(xué)與工程學(xué)院雙聘助理教授、博士生導(dǎo)師。

　　在材料設(shè)計過程中，最重要的環(huán)節(jié)就是如何將微弱的壓電信號轉(zhuǎn)化為電信號。在壓電材料中，壓電無機材料顯示出高壓電性能，但是由于剛性、易碎的特性是其很難加工成纖維。而聚合物表現(xiàn)出易加工特點，制備的纖維其形狀和尺寸均可調(diào)整，但其壓電性能遠遠低于無機材料。據(jù)此，科研工作者試圖開發(fā)復(fù)合材料即結(jié)合無機材料和高分子材料的優(yōu)勢來制備壓電復(fù)合材料，通過它們各自的優(yōu)勢從而克服其局限性。但是，復(fù)合材料的性能卻遠遠低于研究者的期望，且無機材料的壓電性能和纖維的加工性能都會受到較大影響。

　　據(jù)此，文章作者利用熱拉伸策略制造了具有最佳壓電性能的聚合物纖維。首先將材料加熱至柔軟狀態(tài)，然后以恒定的速度拉伸，最后伸長成直徑均勻的纖維。拉伸和極化的結(jié)合可以產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使大分子鏈及其晶體結(jié)構(gòu)在形成時沿著纖維的軸定向，以及誘導(dǎo)電偶極子，這導(dǎo)致響應(yīng)于機械刺激的電荷流量增加，從而極大地改善了壓電性能。制備的織物基體由高模量紗線與棉線構(gòu)造，可像鼓膜一樣高效地將聲壓轉(zhuǎn)化為機械振動。然后，纖維傳感器像耳蝸一樣將機械振動轉(zhuǎn)化為電信號，從而監(jiān)測并記錄聲音。無論是在安靜的圖書館中，還是在交通繁忙的道路上，這種織物都可以捕捉聲音，并且還能確定諸如拍手之類的突然響聲的精確方向。