中國粉體網(wǎng)訊5月20~26日，2018年全國科技活動(dòng)周暨北京科技周主場活動(dòng)在中國人民革命特種博物館舉行。今年的科技周活動(dòng)以“科技創(chuàng)新強(qiáng)國富民”為主題，通過展品、展板、視頻、動(dòng)畫、圖片、實(shí)物模型、互動(dòng)體驗(yàn)等形式，向民眾集中展示了460余項(xiàng)科技創(chuàng)新成果。而在這次的科技周活動(dòng)現(xiàn)場，前來參觀的市民中，有很多人都被展出的各種石墨烯產(chǎn)品吸引了過去。

　　我們都知道，石墨烯被譽(yù)為“新材料之王”，具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性，在材料學(xué)、微納加工、能源、生物醫(yī)學(xué)和藥物傳遞等方面具有重要的應(yīng)用前景，被認(rèn)為是一種革命性的材料。

　　讓窗戶變聰明

　　在展會(huì)的科技創(chuàng)新“加速度”展區(qū)，展示著各種各樣的新材料展品。其中，一扇“聰明”的窗戶，引起了大批觀眾的圍觀。

　　聰明的窗戶?哪里聰明了?為什么聰明?對(duì)于這些問題，工作人員故作神秘地笑了笑，并未立即回答，而是拿出了一個(gè)充電寶，將連接在窗戶上的USB線插在了充電寶上，并打開了開關(guān)。隨即，窗戶玻璃的顏色竟然開始發(fā)生變化，由無色慢慢變成了深藍(lán)色，透明度也慢慢變低，到了最后，整扇窗戶已經(jīng)完全不透光了。

　　“這是一扇加了智能調(diào)光膜的窗戶。”工作人員解釋說，智能調(diào)光膜是一種新型光電產(chǎn)品，集遮陽與降低輻射為一體，具有獨(dú)特的透光與保溫功能。夏季可動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)太陽光透過率，對(duì)透過的光和熱量進(jìn)行控制，有效降低室內(nèi)溫度;冬季可恢復(fù)光線與熱量的透過能力，阻斷室內(nèi)熱量散失。

　　“為大家展示的這種智能調(diào)光膜是基于石墨烯透明導(dǎo)電薄膜制備的。”工作人員補(bǔ)充道。

　　這時(shí)候，一名似乎有著專業(yè)背景的觀眾問道：“那這和傳統(tǒng)的智能調(diào)光膜比，究竟好在哪呢?”

　　工作人員解釋說：“目前的智能調(diào)光膜產(chǎn)品中的透明導(dǎo)電電極主要使用的是氧化銦錫材料，又叫ITO材料。它具有透光性好、面電阻低、工藝成熟等優(yōu)點(diǎn)。但是，ITO不耐彎折，在生產(chǎn)、運(yùn)輸和使用過程中容易發(fā)生斷裂導(dǎo)致報(bào)廢。除此之外，銦礦儲(chǔ)量稀少而分散，開采和回收都很困難。隨著資源的不斷消耗，ITO的成本將不斷攀升。”

　　工作人員表示，與傳統(tǒng)的ITO透明導(dǎo)電材料相比，石墨烯具有柔性優(yōu)勢，易于應(yīng)用在聚酯(PET)等柔性基底上，這就擴(kuò)大了產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。而采用剝離還原法制備高品質(zhì)石墨烯及其漿料的方法與工藝，對(duì)制取設(shè)備的要求很低，生產(chǎn)成本極低，這樣就能夠全程大尺度、連續(xù)化生產(chǎn)。

　　據(jù)介紹，建筑外窗與透明玻璃幕墻是外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中熱傳導(dǎo)、熱擴(kuò)散最活躍和熱損失最嚴(yán)重的部位。智能調(diào)光膜可以作為建筑玻璃的夾芯或內(nèi)外貼膜，通過對(duì)入射光線的調(diào)節(jié)與熱能的阻隔，實(shí)現(xiàn)對(duì)經(jīng)由窗戶進(jìn)出熱量的控制。自動(dòng)變色的效果，也讓家里不再需要遮陽窗簾或外遮陽隔柵。

　　對(duì)于智能調(diào)光膜未來的前景，工作人員講道：“智能調(diào)光膜未來的發(fā)展方向是更好的性能和更低的成本，具體表現(xiàn)在需要精確的控制器，更快的透光率轉(zhuǎn)換速度，不透光狀態(tài)下避免彩色，調(diào)光范圍更大，減少生產(chǎn)成本;設(shè)計(jì)更通用、更可靠的照明控制算法，以適應(yīng)不同用戶、不同氣候條件、不同暖通空調(diào)系統(tǒng)的要求。產(chǎn)品如果實(shí)現(xiàn)柔性化，應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大，不但能夠應(yīng)對(duì)各種形狀的表面，還可以融入可穿戴設(shè)備，例如可變色迷彩服等。”

　　讓聾啞人說話

　　就在這個(gè)“聰明”窗戶展區(qū)的不遠(yuǎn)處，還有大量的觀眾被石墨烯“人工喉”吸引，不時(shí)發(fā)出聲聲驚嘆，紛紛對(duì)這項(xiàng)能夠改變聾啞人命運(yùn)的高科技點(diǎn)贊。

　　這項(xiàng)技術(shù)由清華大學(xué)任天令教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)，1年前在《自然通訊》上發(fā)表了這一成果。在活動(dòng)現(xiàn)場，觀眾在感慨該技術(shù)功能的同時(shí)，對(duì)石墨烯“人工喉”的工作原理卻難以理解。為此，任天令教授的弟子、清華大學(xué)助理教授田禾就在現(xiàn)場為觀眾進(jìn)行講解。

　　“簡單地說，石墨烯這種材料具有感知聲音、發(fā)出聲音的功能，同時(shí)，還具有柔性，適于穿戴。大家可以將‘人工喉’”想象成一個(gè)理想的收發(fā)一體集成聲學(xué)器件。”田禾解釋道，一般人聽不懂先天失聲的人在說些什么、表達(dá)什么，這時(shí)就需要把正常人聽不懂的聲音進(jìn)行轉(zhuǎn)化，如感知喉嚨的微微振動(dòng)。這些振動(dòng)是來自失聲者肌肉振動(dòng)的信號(hào)，雖然非常微弱，但是“人工喉”能夠把這些非規(guī)范的聲音和振動(dòng)全部捕捉到，再轉(zhuǎn)換成我們聽得懂的聲音振動(dòng)信號(hào)。

　　例如，“人工喉”佩戴者發(fā)出“啊”的時(shí)候，電路會(huì)判斷聾啞人發(fā)出的是哪種“啊”，然后替換為提前錄制好的聲音。這樣一來，就可以在聾啞人發(fā)出一個(gè)拖長音的“啊”時(shí)，自動(dòng)幫助其發(fā)出“你好”的聲音了。

　　現(xiàn)場一位小朋友興奮地問道：“那以后動(dòng)物是不是也能用‘人工喉’與人進(jìn)行交流呢?”別說，這還真的是一個(gè)值得期待的研究方向。