أتاح التطوير المستمر لتكنولوجيا الألياف استكشاف مجموعة واسعة من الاستخدامات للأقمشة التقليدية. في الطبيعة ، غالبًا ما تلعب الألياف دورًا في نقل الصوت. في الجهاز السمعي البشري ، على سبيل المثال ، طبلة الأذن ، المسؤولة عن حل عدم تطابق المعاوقة الصوتية بين الهواء في قناة الأذن والسائل في الأذن الداخلية ، تصادف أنها مصنوعة من ألياف ذات معامل عالي. تقوم طبلة الأذن بتحويل ضغط الصوت إلى اهتزازات ميكانيكية في عظام الأذن الوسطى ، والتي تنتقل بعد ذلك إلى القوقعة في الأذن الداخلية. في القوقعة ، تنحرف حزم الشعر الشبيهة بالألياف ، مما يؤدي في النهاية إلى تحويل الاهتزازات الميكانيكية إلى إشارات كهربائية يستقبلها الجهاز العصبي.

مستوحى من آلية التوصيل التي يحول بها النظام السمعي ضغط الصوت إلى اهتزازات ميكانيكية ، ثم الاهتزازات الميكانيكية إلى إشارات كهربائية ، وأهمية الألياف في النظام السمعي ، صمم فريق البروفيسور يويل فينك في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا نسيجًا صوتيًا. على عكس الهيكل ثلاثي الأبعاد المعقد للنظام السمعي ، فإن النسيج مسطح ، ويتألف من مصفوفة من القماش مع أجهزة استشعار من الألياف منسوجة فيها. يمكن لمصفوفة النسيج تحويل ضغط الصوت بكفاءة إلى اهتزازات ميكانيكية مثل طبلة الأذن ، ويمكن لمستشعر الألياف تحويل الاهتزازات الميكانيكية إلى إشارات كهربائية مثل القوقعة.

لقد وجد أن طاقة التشوه الناتجة عن الاهتزاز الميكانيكي يمكن تركيزها وتوزيعها في قلب الألياف بكفاءة. يسمح الهيكل غير المتماثل للألياف للألياف بإنتاج إجهاد أكبر أثناء التشوه. لذلك ، استخدم فريق البحث تقنية الرسم الحراري القائمة على إنتاج الألياف لتصنيع عدد كبير من الألياف المكونة من ست مواد للمستشعر ، بما في ذلك قلب مكون من P (VDF-TrFe) وجزيئات تيتانات الباريوم الكهرضغطية (BaTiO3) ، و قطب كهربائي يتكون من مسحوق الكربون النانوي والبولي إيثيلين ، وإلكترود من الأسلاك النحاسية ، ومطاط مطاطي SEBS.

لتحضير الأقمشة الصوتية شديدة الحساسية ، قمنا بتصميم قماش منسوج يتكون من غزل القطن (الالتواء) وخيوط Twaron ذات المعامل العالي (اللحمة) ، ثم نسج الألياف المسحوبة بالحرارة مباشرة في ركيزة النسيج ، كعنصر تحكم في نسيج القطن الخالص من نفس الحجم. أخيرًا ، وجد أن الاستجابة الصوتية لنسيج Twaron / القطن كانت أعلى بكثير من استجابة نسيج القطن الخالص. في نفس تردد الصوت ، كان لدى نسيج Twaron / القطن وضع اهتزاز ميكانيكي منخفض الترتيب ، مما دفع الألياف لإنتاج سعة اهتزاز أعلى وتشوه الانحناء في اتجاه واحد فقط. علاوة على ذلك ، بعد 10 دورات غسيل في الغسالة ، لا يزال من الممكن الحفاظ على الخصائص الكهربائية والصوتية.

منسوجة من نسيج Twaron / قطن صوتي في ثوب يكتشف بدقة اتجاه مصدر الصوت. يمكن أن تكون المراقبة الاتجاهية لمصادر الصوت مفيدة جدًا للأشخاص الذين يرتدون أجهزة سمعية ، حيث يعدون بالقضاء على ضوضاء الخلفية مع السماح لهم بسماع الأصوات فقط في اتجاه معين ، بالإضافة إلى تطبيق القانون الذي يسعى لاكتشاف مصدر إطلاق النار. بالإضافة إلى ذلك ، في مجال الطب الحيوي ، يمكن أن يعمل الثوب كسماعة طبية ، مما يوفر حلاً جديدًا للمراقبة المريحة ، المستمرة ، في الوقت الحقيقي والطويلة الأجل لقلب الإنسان وصحة الجهاز التنفسي.

بالإضافة إلى استشعار الصوت ، يمكن للنسيج أيضًا تشغيل أصوات مسموعة. يتيح القمصان الاتصال الصوتي ثنائي الاتجاه ، مع تطابق موجة المجال الزمني وطيف التردد بين الكلام المرسل والمستقبل. هذا يساعد على تحقيق الاتصال الصوتي من شخص لآخر ، وله إمكانية تطبيق جيدة للأشخاص الصم أو ضعاف السمع ، والتواصل الخفي ، وحتى الاتصال تحت الماء.

(المصدر: الحساب الرسمي لقائد المنسوجات الصيني)