科学家如何把国旗变成扩音器

密歇根州立大学的研究人员今天在自然通讯中报告说，一种薄而灵活的装置不仅能从人体运动中产生能量，而且还能起到扬声器和麦克风的作用。

音频突破可能最终导致这样的消费产品作为一个可折叠扬声器，语音激活的安全补丁的电脑，甚至一个说话的报纸。

“每一个技术开始突破，这是这个技术的一个突破，”Nelson Sepulveda说，密西根州立大学电气与计算机工程和联邦政府资助的项目的主要研究员副教授。

“这是第一个超薄，灵活，可扩展和双向的传感器，这意味着它可以将机械能转换成电能和电能到机械能。”

在2016年底，塞普尔韦达和他的团队成功地展示了他们–片状的装置称为铁电纳米发电机，或丰–用它发电键盘、LED灯、LCD触摸屏。这个过程用手指敲击或轻压运动来激活设备–将机械能转换成电能。

目前的突破延伸了丰的可用性。研究人员发现，高科技材料可以作为一个麦克风（捕捉声音的振动，或机械能，并转换成电能），以及扬声器（通过操作相反的方式：电能转换成机械能）。

演示麦克风效应，研究人员开发了一个丰安全补丁使用声音识别访问计算机。该补丁是成功的保护个人电脑从外部用户。“设备的振动非常敏感，它捕捉你的声音的频率成分，”塞普尔韦达说。

展示的扬声器效果，冯织物嵌入到MSU斯巴达的旗帜。音乐是用iPad通过放大器和国旗，然后声音完美再现。“国旗本身就成了喇叭，”塞普尔韦达说。“因此，我们可以在未来使用传统的扬声器，这是大，笨重，使用了大量的权力，并用这种非常灵活，薄，小设备取代他们。”

想象有一天有人能把一个轻量级的扬声器自掏腰包，它打在墙上，将讲话，一屋子的人，塞普尔韦达说。

“或者想象一下报纸，”他补充道，“床单是麦克风和扩音器。你可以有一个语音激活的报纸，谈谈你“

Wei Li，在自然通讯的MSU工程研究员和该论文的主要作者，说冯的其他潜在应用包括降噪片材和健康监测腕带，嗓子的保护。

“许多人都专注于灵活的电子产品的视觉和触觉方面，”李说，“但我们也专注于技术的口语和听力方面。”

创建丰从一个硅晶片的创新过程，然后用几层的制作，或薄片，环保物质包括银、聚酰亚胺和聚丙烯铁电。添加离子，使器件中的每一层包含带电粒子。电能被创造时，该设备是由人体运动压缩，或机械能。

这项研究是由国家科学基金资助的。其他共同作者有David Torres、迪亚兹、传望、郑俊望、常胜武从学校，和来自乔治亚理工学院的钟琳望。

原文章来源：Nelson Sepulveda，Andy Henion，MSU

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