海豚說了什麼？用石墨烯麥克風就能聽到

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編輯部小王的家裡有一隻純種北京犬，每當夜晚出去遛狗的時候，北京犬的總會在指定的位置站起來四處張望，然後開始吼叫。這隻北京犬似乎聽到了什麼。小王很不理解，又無能為力，他沒有有察覺到任何的異常。

問過專業人士，小王才知道，每天遛狗的那個位置有超聲波存在，依靠人類的聽覺能力毫無辦法。

人們對著麥克風說話。實際上，麥克風其功能和人耳類似，是一種收音的設備。如果有了更好的麥克風接收人類聽覺以外的聲波信號，經過慢放處理，就能讓人知道狗聽到了什麼。

加州大學伯克利分校的科研人員用石墨烯製成了新式的超聲波麥克風，全新麥克風的出現有望打破這樣的僵局，解決小王的困惑。

研究者已經將文章發表到了《PNAS》上，其中提到了在麥克風中，用石墨烯來替代傳統的聚合物製成的麥克風振膜。研究者使用這個石墨烯增強的麥克風，製成了可用於接收超聲波無線電的設備。

「海洋哺乳動物和蝙蝠使用超聲波進行回聲定位和溝通，雖然人們早就知道了原理，但是依我看來，現有的技術並不能發揮超聲波真正的能力。」加州大學伯克利分校的物理學家亞歷克斯·澤特爾（Alex Zettl）說，「到目前為止，我們還沒有很好的寬頻超聲發射和接收設備，這個新的麥克風給我們帶來了很大的希望。」

單層原子厚的石墨烯很薄，重量輕，強度好，因此它對振動極為敏感。基於石墨烯製成的麥克風的聽覺範圍除了能覆蓋人類的聽覺範圍（從 20Hz 到 20kHz），還能檢測到高達 500kHz 頻率的聲音，然而一隻蝙蝠的聽力範圍只在 9kHz-200kHz。為了證明這個麥克風真實有效，澤特爾和同事們還將蝙蝠的聲音錄製了下來。

除了獲取蝙蝠的聲音，研究者還發現，石墨烯增強麥克風不會衰減任何頻帶的聲音，這個特性對聲學廠商來說意義巨大。換句話說石墨烯麥克風的轉換效率更高。目前常規的麥克風轉換效率只有 8% 左右，而石墨烯麥克風可以達到 99%。澤爾特預測，未來手機等無線設備的信號不再使用電磁波來傳輸，而會轉而使用超聲波來傳輸。

而加州大學洛杉磯分校的蝙蝠專家 Michael Yartsev 說：「新的麥克風可以接收更高的頻率，這對於蝙蝠的研究也有非常大的作用，我們可以對蝙蝠的聽覺脈衝做更好的分析。」

更引人注意的是，這個產品生產非常簡單，「以前有很多人都在談論怎麼生產石墨烯相關的產品，他們只是說說而已。」澤特爾說，「我們不是的，麥克風和揚聲器是最容易將石墨烯商業化的產品，因為我們已經想出辦法了。」

當然，該項目受到了美國能源署，海軍研究辦公室和美國國家科學基金會等多方的投資。無論從自然科學、軍事、還是民用等領域來看，石墨烯麥克風都有巨大的潛力。

在不久的將來，藉助超聲波麥克風，小王也能理解北京犬的一舉一動了。

（圖片來自網路）

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