新型透声玻璃开拓玻璃应用新领域

新冠肺炎疫情防控期间，尽量避免近距离接触是对所有人的保护，但像银行、医院这种需要面对面交流，同时又需要有所阻隔的场景下，经常会使在玻璃两侧的人无法听清对方在说什么，此种情况下不得不装上麦克风和扬声器。<\/p>

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近期，重庆大学、香港科技大学和深圳市环波科技有限责任公司(Fantwave)的研究人员开发了一种层状玻璃材料，称为透声玻璃。这种材料可以在没有空气流通的情况下实现高效的声音传输。<\/p>

该研究最新成果于今年9月1日以 《Extraordinary acoustic transmission of a decorated window without ventilation》为题发表在应用物理学的顶级期刊 《Applied Physics Letters 》上，且被选为Featured（精选）论文。<\/p>

据了解，这种材料大部分还是由普通玻璃组成，所以依旧是成本很低且具有光学透明特性的材料。研究人员在厚玻璃板上钻了数个孔，再用薄而平坦的玻璃盘填充。他们称这些玻璃盘为“点缀”。<\/p>

环波科技总经理胡传灯介绍说：“我们利用共振实现透声，就像吉他一样，我们可以通过调节弦的长短、松紧及改变拨动的位置等方式来控制声音强度、音调，这是因为我们改变了弦的固有频率及激发的方式。”<\/p>

团队成员对不同厚度、材质的玻璃进行镶嵌，通过调节单元中玻璃的材质、大小等方式改变固有频率，在自由空间声波的激发下，获得较高的透射；通过对结构、材质及堆垛的调节，得到他们想要透过的单个或者多个频率。<\/p>

胡传灯表示，“点缀”所用的玻璃盘材料选取关键在于声学响应，也就是材料本身的声学响应及原本玻璃的响应，从声学的角度出发，需要材料具有稳定性及一致性。<\/p>

研发人员认为，日常生活中，密闭的环境一定程度满足了我们的隔声需求，例如我们通过紧闭玻璃窗降低室内噪声。然而，有些应用场景对环境的密闭和声音的高透过都提出了要求，例如很多人追求的无缝无孔电子设备、危险场景下的监测等，这给研发者带来了一些难题。<\/p>

相比于传统玻璃，这种透声玻璃既拥有近乎全透的光学特性及较好的空气密封性，又可以近乎完美地透过声音。<\/p>

除了化学应用外，该小组还设想了日常应用场景，考虑到当前的疫情，点缀玻璃的价值很大。例如，监狱接待室和银行柜台可以在声音无碍传输的同时防止气流交换。<\/p>

该研究成果是玻璃材料和声功能材料的重要突破，还可用于如手机、平板、显示器等电子产品的显示屏和边框中，用来解决无缝无孔声传输的难题，为电子设备防尘、防水问题提供了解决方案。<\/p>

港科大温维佳教授表示：“这一新发现推翻了玻璃在声学中的应用，并为新的应用提供了理论基础。我们希望相关研究能为玻璃新材料领域提供一个新的方向，帮助探索玻璃的新功能和巨大潜力。”<\/p>

“对声音品质追求不高的情况下，电子设备的成本是比较低的。即便如此，如果批量化生产透声玻璃，这个成本可能会和低价电子设备相当，且具有很好的美观性。”胡传灯说。（司木）<\/p>

责编：褚赞赞 张文斋<\/p>

校对：和新龙<\/p>

监审：陶璐璐<\/p>