不靠振動靠熱導 石墨烯揚聲器通過熱量發出聲音

傳統的揚聲器靠的是機械振動產生聲音，原理是通過運動的線圈和膜片來回振動空氣產生聲波，這種技術在一個多世紀以來幾乎沒有任何改變。英國埃克塞特大學的研究人員設計了一種開創性的方法讓石墨烯產生複雜和可控的聲音信號。實際上這種方法是將揚聲器、放大器和圖形等化器組合成微縮的晶片。這項研究報告發表在近期的《科學報告（Scientific Reports）》雜誌中。

埃克塞特大學的研究人員的新技術不涉及任何振動部件。採用的石墨烯為材料的原子薄層通過交流電快速加熱和冷卻，並將這種熱變化轉移到空氣使空氣膨脹和收縮，從而產生聲波。

儘管將熱量轉化為聲音並不是什麼先進技術，但埃克塞特研究小組首先證明，這種簡單的過程也能完成聲音頻率混合，而聲音的放大和均衡全部都可以在一毫米尺寸的晶片中實現。石墨烯本身物理性質表現完全透明，再加上晶片薄層無需運動就能產生複雜的聲音，在能耗上又低於傳統振動方式，這對新一代的視聽技術來說確實是一個突破。

埃克塞特量子系統和納米材料高級講師大衛.霍斯爾（David Horsell）解釋說：“熱聲（熱傳遞轉換稱的聲音）曾經被忽視，因為人們覺得它可用性不高。但我們發現通過控制石墨烯電流產生的熱聲，不僅可以改變它的音量，還能控制熱聲的頻率，這些功能實現了，熱聲將能運用到很多領域中。”

霍斯爾博士補充說：“混頻是石墨烯熱聲的運用關鍵，根據發聲機制使我們可以採用兩種或更多種不同的聲源，將他們混合，從而有效地產生超聲波（和次聲），更令人興奮的是，這種混頻方式將更簡單控制，這可能對電信行業是有利的，電信行業需要以這種方式組合信號，目前電信使用的方式相當複雜，而且成本很高。 “

目前這項技術還正在進行深入研究和可行性測試當中。如果發展順利，石墨烯熱聲揚聲器將被運用在微型耳機、手機揚聲器等小型揚聲器中，亦可擴大到醫療領域和電信行業中。