纖維技術的不斷發(fā)展使人們能夠探索傳統(tǒng)織物更加廣泛的用途。在自然界中，纖維常常起到傳遞聲音的作用。例如，在人類聽覺系統(tǒng)中，鼓膜負責解決耳道中的空氣和內(nèi)耳中的液體之間的聲學阻抗不匹配，它恰好是由高模量纖維構成。鼓膜先將聲壓轉變成中耳骨的機械振動，然后這種振動被傳送到內(nèi)耳的耳蝸。在耳蝸中，纖維狀的毛束發(fā)生偏轉，最終將機械振動轉化為電信號，由神經(jīng)系統(tǒng)接收。

　　受啟發(fā)于聽覺系統(tǒng)將聲壓轉化為機械振動，再將機械振動轉化為電信號的傳導機制，以及纖維在聽覺系統(tǒng)中的重要性，麻省理工學院的Yoel Fink教授團隊設計了一種聲學織物。與聽覺系統(tǒng)復雜的三維結構不同，這款織物是平面狀的，由織物基體與編織進去的纖維傳感器組成。織物基體可像鼓膜一樣高效地將聲壓轉化為機械振動，纖維傳感器可像耳蝸一樣將機械振動轉化為電信號。

　　研究發(fā)現(xiàn)，纖維“內(nèi)硬外軟”可以高效地將機械振動產(chǎn)生的形變能集中分布在纖芯；纖維的非對稱結構可以讓纖維在形變時產(chǎn)生更大的應變。因此，研究團隊采用基于光纖生產(chǎn)的熱拉技術，大批量制備了由6種材料組成的纖維用作傳感器，這六種材料包括P(VDF-TrFE)與壓電鈦酸鋇（BaTiO3）陶瓷顆粒復合形成的纖芯，納米碳粉與聚乙烯復合形成的電極，銅絲電極以及SEBS彈性體。

　　為制備高靈敏度的聲學織物，研究者設計了由棉紗（經(jīng)向）和高模量Twaron長絲（緯向）交織的機織物，并以同樣規(guī)格的純棉織物為對照，將熱拉纖維直接編織到織物基體中。最終發(fā)現(xiàn)，Twaron/棉織物的聲學響應要遠遠高于純棉織物，在相同聲音頻率下，Twaron/棉織物具有低階機械振動模態(tài)，其誘導纖維產(chǎn)生更高的振動幅度，并只向一個方向發(fā)生彎曲變形。而且，經(jīng)過10次機洗循環(huán)后，依舊能保持其電學特性和聲學特性。

　　將Twaron/棉聲學織物編織到服裝中，該服裝可以精準探測聲源的方向。聲源方向性監(jiān)測對于佩戴助聽器的人非常有幫助，有望在消除背景噪音的同時讓其只聽特定方向的聲音，同時對于尋求監(jiān)測槍聲來源的執(zhí)法部門也很有用。另外，在生物醫(yī)學領域，該服裝可以起到類似聽診器的作用，為舒適、連續(xù)、實時和長期監(jiān)測人體心臟和呼吸健康狀況提供了一種全新的方案。

　　除了感應聲音外，該織物還可以播放可聽的聲音。兩件襯衫可以實現(xiàn)雙向聲學通信，發(fā)射的語音和接收的語音之間具有匹配的時域波形和頻域頻譜。這有利于實現(xiàn)人與人間的聲學通信，對失聰或聽力困難的人、隱蔽通信、甚至水下通信都有很好的應用前景。