能聆听声音的神奇织物

传统织物常被用来抑制或降低声音，例如音乐厅的隔音材料和室内的地毯。不过，现在这种传统角色已经开始改变。

研究人员通过不断扩展材料的特性，使织物更具功能性，并在寻找制造声音感应织物的方法时获得了突破。

通常，声音以轻微的压力波在空气中传播。当这些波到达我们的耳朵时，鼓膜的纤维层将压力波转化为机械振动，再通过听小骨进入内耳，在那里耳蜗会将它们转换为电信号，由大脑感知和处理。

受人耳工作原理的启发，美国麻省理工学院的工程师与罗德岛设计学院合作开发了一种“声学织物”，它能将声音转换为电信号。2022年3月16日，《自然》杂志发表了这项研究成果。所有的织物都会对可听到的声音做出反应，这些振动是纳米级的，所以一般情况下无法感觉到。为了捕捉这些难以察觉的信号，研究人员创造了一种灵活的纤维，当它被织入织物时，会像海面上的海草一样随织物弯曲。这种纤维是由一种“压电”材料设计的，当弯曲或机械变形时产生电信号，为织物提供一种将声音振动转化为电信号的方法。

这种织物可以捕捉到从安静的图书馆到繁忙的道路交通等各种分贝的声音，并确定拍手等突发声音的精确方向。将这种织物织入衬衫的衬里时，它可以检测到穿着者微妙的心跳特征。

该团队将纤维与传统纱线编织在一起，生产出可机洗的织物面料。研究人员说：“它质量比较轻，比牛仔布料轻，但比礼服衬衫面料重。”

研究人员将一块织物面料缝在衬衫的背面，通过站在与衬衫不同角度拍手来测试该面料对方向性声音的敏感度。实验显示，在3米远的地方，织物能够检测到1度以内的声音角度。研究人员设想，定向声音感应织物可以帮助有听力损失的人在嘈杂的环境中找到声源。

研究小组又将纤维缝在衬衫内衬的胸部位置，发现它能准确地检测到志愿者的心跳。研究人员认为，如果将这种声学织物缝入孕妇服装，也可以帮助监测胎儿心跳。

最后，研究人员颠覆了纤维的功能，使其不再作为声音探测器，而是作为一个扬声器。他们录制了一些口语，并以外加电压的形式将录音输入到纤维中，纤维则将电信号转换为可听的振动。

这种织物的主要研制者是麻省理工学院的一名博士后。他认为，新型声音织物有很多用途，“穿上一件声学服装，你可能会通过它来接听电话和与他人交流。此外，这种织物贴合皮肤，舒适自然，穿戴者可以在不知不觉中实时、持续地接受心脏和呼吸状况监测。”

除了可穿戴的助听器、可交流的衣服和跟踪生命体征的服装，该团队还看到了衣服以外的应用。比如，它可以与航天器的外壳结合，监听太空尘埃的积累状况，或嵌入建筑物以检测裂缝。它甚至可以被编织成一张智能网，监测海洋中的鱼类。

总之，这项研究的成果为织物提供了一种倾听我们身体和周围环境的新方法。你愿意穿一件如同长了耳朵的衣服吗？