科大研究人員研發出世界上第一種傳聲玻璃材料
2020-09-24

玻璃是一種隔音材料,但香港科技大學(科大)的研究人員近日卻發現新方法,令玻璃也可以傳聲。有關發現不但為研發可於水底使用的手機及其他電子產品帶來新機遇,亦為不同需求的建築設計提供更大彈性。

新型可傳聲玻璃的設計示意圖。
新型可傳聲玻璃的設計示意圖。

由科大物理學系溫維佳教授領導的研究團隊利用共振原理,發現在兩片玻璃之間有規律的挖出一個個空腔(見左圖),會改變聲波的振動模式,讓聲音得以穿越。

綠線、紅線和虛線顯示了隔聲玻璃於不同情況下的傳聲效果。
綠線、紅線和虛線顯示了隔聲玻璃於不同情況下的傳聲效果。

透過調整空腔的大小和形狀,便可以傳送不同的音頻,這個概念類似透過調整笛子孔洞的位置,以發出不同強度的音調。該研究由科大、重慶大學以及深圳環波科技的研究人員共同完成,成果剛於應用物理學頂級期刊《應用物理學快報》中發表。

溫維佳教授
溫維佳教授

溫維佳教授表示:「新發現顛覆了玻璃在聲學中的用途,為新應用提供理論基礎。以智能手機或其他電子設備為例,如果生產商無須再在其玻璃顯示屏上預留孔洞傳遞聲音,它們便可設計出防水效能更持久的產品。此外,室內某些需同時兼顧透光與傳聲要求的環境,如銀行櫃檯或監獄接待室,也可能認為這項新技術非常有用。」

作為先進功能材料領域的專家,溫教授的研究範疇涵蓋微球和納米粒子的設計和製造、軟物質物理學、智能材料、超材料、電子材料和微流體等。當中很多技術已成功進行技術轉移。

中國科學院大學重慶學院的圖書館,是其中一個應用了新型自動調光玻璃的地方。
中國科學院大學重慶學院的圖書館,是其中一個應用了新型自動調光玻璃的地方。

以溫教授2009年發現的一種熱敏納米凝膠膜為例,近年便被應用作生產一種智能玻璃。該自動調光玻璃可隨著環境的溫度和陽光的強弱而自行調節透明度,有效阻隔高達70%的太陽熱力,令室內溫度降低約5至8度,減少空調所需的能源消耗。

擋光玻璃是一種技術成熟的產品,但如需安裝至建築物上,則必須配備充足電力才可變換玻璃的透光度。而溫教授所研發的凝膠膜,首次讓玻璃於無外部電源的情況下實現擋光隔熱效能。該智能玻璃現已於至少八個中國內地省市﹕包括北京、上海、重慶和廣東等地的學校、醫院、住宅以及展覽館等設施使用。

了解更多溫教授的其他研究::
溫維佳教授及團隊主頁

 

有關香港科技大學
香港科技大學(www.ust.hk)是國際知名的研究型大學,其科學、工程、商業管理及人文社會科學領域,均臻達世界一流水準。科大校園國際化,提供全人教育及跨學科研究,培育具國際視野、創業精神及創新思維的優秀人才。科大的研究於香港的大學教育資助委員會「2014研究評審工作」獲得最多「世界領先」評級,亦於最新的《泰晤士高等教育全球年輕大學排名榜2020》中排行第一,而科大的畢業生在2019年度的全球大學就業能力調查排名第10位,位列大中華院校之首。

傳媒查詢:
林淑媛                
電話﹕
2358 6313
電郵﹕anitalam@ust.hk    

李永寧
電話﹕
2358 6317
電郵﹕liyongning@ust.hk