研究人员研发出世界上第一种传声玻璃材料

玻璃是一种隔音材料,但香港科技大学(科大)的研究人员近日却发现新方法,令玻璃也可以传声。有关新型传声玻璃材料发现不但为研发可在水底使用的手机及其他电子产品带来新机遇,也为不同需求的建筑设计提供更大弹性。

研究人员研发出世界上第一种传声玻璃材料

新型可传声玻璃的设计示意图。

由科大物理学系温维佳教授领导的研究团队利用共振原理,发现在两片玻璃之间有规律的挖出一个个空腔(见上图),会改变声波的振动模式,让声音得以穿越。透过调整空腔的大小和形状,便可以传送不同的音频,这个概念类似透过调整笛子孔洞的位置,以发出不同强度的音调。

该研究由科大、重庆大学以及深圳环波科技的研究人员共同完成,成果刚于应用物理学顶级期刊《应用物理学快报》中发表。

温维佳教授

温维佳教授

温维佳教授表示:「新发现颠覆了玻璃在声学中的用途,为新应用提供理论基础。以智能手机或其他电子设备为例,如果生产商无须再在玻璃显示屏上预留孔洞传递声音,它们便可设计出防水效能更持久的产品。此外,室内某些需同时兼顾透光与传声要求的环境,如银行柜台或监狱接待室,也可能认为这项新技术非常有用。」

作为先进功能材料领域的专家,温教授的研究范畴涵盖微球和纳米粒子的设计和制造、软物质物理学、智能材料超材料、电子材料和微流体等。当中很多技术已成功进行技术转移。

以温教授2009年发现的一种热敏纳米凝胶膜为例,近年便被应用作生产一种智能玻璃。该自动调光玻璃可随着环境的温度和阳光的强弱而自行调节透明度,有效阻隔高达70%的太阳热力,令室内温度降低约5至8度,减少空调所需的能源消耗。

挡光玻璃是一种技术成熟的产品,但如需安装至建筑物上,则必须配备充足电力才可变换玻璃的透光度。而温教授所研发的凝胶膜,首次让玻璃于无外部电源的情况下实现挡光隔热效能。该智能玻璃现已于至少八个中国内地省市﹕包括北京、上海、重庆和广东等地的学校、医院、住宅以及展览馆等设施使用。

中国科学院大学重庆学院的图书馆,是其中一个应用了新型自动调光玻璃的地方。
中国科学院大学重庆学院的图书馆,是其中一个应用了新型自动调光玻璃的地方。

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