纖維“麥克風”使織物具有三種功能

3月16日，英國《自然》雜志發表一項研究報告，報道了美國麻省理工學院研究團隊開發出一種含有特殊纖維的織物，能有效探測聲音。這種織物以耳朵的精密聽覺系統為靈感，可以用來進行雙向交流，輔助定向傾聽或監測心臟活動。

從原理上講，所有織物都會對可聽見的聲音響應從而引發振動，但這些振動是納米級的，因為太小而通常無法感知。如果開發出能探測聲音并加以處理的織物，有望解鎖從計算織物到安全保障再到生物醫學的大量實際應用。

研究團隊此次描述的新型織物設計，以耳朵的復雜結構為靈感，這種織物可作為一個靈敏的“麥克風”發揮作用。人類的耳朵能讓聲音產生的振動經過耳蝸轉化成電信號，而這種設計需要將一種特殊的電織物——壓電纖維編織到織物紗線中，將可聽見頻率的壓力波轉換為機械振動，這種纖維能將這些機械振動再轉化為電信號，類似于耳蝸的作用。只需少量特殊壓電纖維就能讓織物具備聲音靈敏性：一根纖維就能制作幾十平方米的纖維“麥克風”。

這種纖維“麥克風”可以探測到和人類說話一樣微弱的聲音信號，將其織入襯衫，便可檢測到穿著者細微的心跳特征。此外，這種纖維還能機洗，有懸垂性，是可穿戴應用的理想選擇。

研究團隊演示了這種織物被編織到襯衫后的三種主要應用：一是可以探測到拍手聲音傳來的方向；二是當兩人都穿戴了這種可探測聲音的織物時可以促進兩人之間的雙向交流；三是當織物觸到皮膚時，還可以監測心臟。他們相信這種新設計可以應用于各種場景，包括安全保障（比如探測槍聲的來源），輔助助聽器佩戴者定向傾聽，或是對心臟和呼吸系統疾病患者進行實時長期監測。