音響、耳機這類傳統(tǒng)的聲學(xué)設(shè)備,它們至少要有個振動的腔體和震動發(fā)聲的揚聲器。現(xiàn)在,熱聲技術(shù)改變了這樣的現(xiàn)狀。未來的揚聲器可能只有紙片的厚度,而且不再沉重。
傳統(tǒng)揚聲器又大又厚重
韓國科學(xué)技術(shù)院的研究者最近在《ACS Applied Materials & Interfaces》發(fā)表了一篇文章,文章中提到了他們做了一個全新的揚聲器,這個揚聲器可以讓所有開口都消失。想象下沒有多余聲音開口的iPhone,這將會多么美妙。
傳統(tǒng)的揚聲器用震動來發(fā)聲,其原理和聲帶一樣。當我們說話時,用手接觸喉嚨就能感受到聲帶的震動,因此傳統(tǒng)的發(fā)聲設(shè)備需要空間來容納機械振動。這樣音響設(shè)備又大又笨重,不少需要移動的場合,讓人使用起來非常不方便。
而新的揚聲器使用了熱聲技術(shù)。熱聲技術(shù)是指在流體和導(dǎo)體之間,加上周期性變化的熱梯度,從而引起液體密度變化,而產(chǎn)生的振動。這個效應(yīng)對流體的要求很高,要求流體具有可壓縮性、較大的熱膨脹系數(shù)、較小的普朗克常量等等。
研究者這次使用的熱聲技術(shù)制作的全新的揚聲器。石墨烯的衍生物明顯滿足了這種特性,研究者將石墨烯氣凝膠改良成氮摻雜三維氧化石墨烯氣凝膠(N-rGOA),使用N-rGOA制成了這個熱聲揚聲器。N-rGOA的制作過程也很簡單,只有兩步,第一步是冷凍干燥,第二歩是還原/摻雜。最后將這些氣凝膠組成列陣,就成了熱聲揚聲器。這個揚聲器最大能承受40W的功率。
研究人員說,我們的制作方法非常適用于工業(yè)生產(chǎn),也非常容易遷移到各種移動設(shè)備中。而且這個揚聲器非常的輕薄,不會產(chǎn)生明顯的震動,可以緊貼在任意平面或曲面。
這個揚聲器的未來具有極大的可能性,除了能大幅降低音響設(shè)備的成本,還可以簡化音響的設(shè)計,顛覆未來發(fā)聲設(shè)備的形態(tài)。這個設(shè)計將揚聲器壓縮成了紙張厚度,未來可能會出現(xiàn)可發(fā)聲墻壁、發(fā)聲的書籍。手機可能從此之后取消了揚聲器的開口。不再特意為揚聲器留空間。未來所有設(shè)備的聲音開口全部消失,這真是難以想象的事。
如果技術(shù)成功應(yīng)用,或許會成為改寫歷史的一代揚聲器。