科大研究人员研发出世界上第一种传声玻璃材料
24-09-2020

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。有关发现不但為研发可於水底使用的手机及其他电子產品带来新机遇,亦為不同需求的建筑设计提供更大弹性。

绿线、红线和虚线显示了隔声玻璃於不同情况下的传声效果。
绿线、红线和虚线显示了隔声玻璃於不同情况下的传声效果。
新型可传声玻璃的设计示意图。
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(见左图),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。

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,成果刚於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,為新应用提供理论基础。以智能手机或其他电子设备為例,如果生產商无须再在其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產品。此外,室内某些需同时兼顾透光与传声要求的环境,如银行柜檯或监狱接待室,也可能认為这项新技术非常有用。」

作為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製造、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。

The library at the University of Chinese Academy of Sciences Chongqing Institute is one of the places which applies the new automatic atomizing glass.
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。

以温教授2009年发现的一种热敏纳米凝胶膜為例,近年便被应用作生產一种智能玻璃。该自动调光玻璃可随著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產品,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,首次让玻璃於无外部电源的情况下实现挡光隔热效能。该智能玻璃现已於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。

了解更多温教授的其他研究:
温维佳教授及团队主页

 

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