Den kontinuerlige udvikling af fiberteknologi har gjort det muligt at udforske en bredere vifte af anvendelser for traditionelle tekstiler. I naturen spiller fibre ofte en rolle i transmissionen af lyd. I det menneskelige høresystem er trommehinden, som er ansvarlig for at løse den akustiske impedansforskel mellem luften i øregangen og væsken i det indre øre, for eksempel lavet af højmodulære fibre. Trommehinden omdanner lydtryk til mekaniske vibrationer i mellemørets knogler, som derefter transmitteres til cochlea i det indre øre. I cochlea afbøjes fiberlignende hårbundter, hvilket i sidste ende omdanner mekaniske vibrationer til elektriske signaler, der modtages af nervesystemet.

Inspireret af den ledningsmekanisme, hvormed høreapparatet omdanner lydtryk til mekaniske vibrationer og derefter mekaniske vibrationer til elektriske signaler, og vigtigheden af fibre i høreapparatet, designede professor Yoel Finks team på MIT et akustisk stof. I modsætning til høreapparatets komplekse tredimensionelle struktur er stoffet fladt og består af en stofmatrix med fibersensorer vævet ind i det. Stoffmatrixen kan effektivt omdanne lydtryk til mekaniske vibrationer som trommehinden, og fibersensoren kan omdanne mekaniske vibrationer til elektriske signaler som cochlea.

Det er konstateret, at den deformationsenergi, der genereres af mekanisk vibration, kan koncentreres og fordeles effektivt i fiberkernen. Fiberens asymmetriske struktur tillader fiberen at producere større belastning under deformation. Derfor brugte forskerholdet termisk trækningsteknologi baseret på fiberproduktion til at fremstille et stort antal fibre bestående af seks materialer til sensoren, herunder en kerne bestående af P(VDF-TrFe) og barium piezoelektrisk titanat (BaTiO3) keramiske partikler, en elektrode bestående af nano-kulstofpulver og polyethylen, en kobbertrådselektrode og en SEBS-elastomer.

For at fremstille meget følsomme akustiske stoffer designede vi et vævet stof bestående af bomuldsgarn (kædetråd) og Twaron-filament med høj modulus (skudtråd) og derefter direkte vævet varmetrukne fibre ind i stofsubstratet som en kontrol af rent bomuldsstof af samme størrelse. Endelig blev det konstateret, at den akustiske respons af Twaron/bomuldsstof var meget højere end for rent bomuldsstof. Ved samme lydfrekvens havde Twaron/bomuldsstof en mekanisk vibrationstilstand af lav orden, hvilket fik fiberen til at producere en højere vibrationsamplitude og bøjningsdeformation i kun én retning. Desuden kan de elektriske og akustiske egenskaber stadig opretholdes efter 10 maskinvaskecyklusser.

Vævet et akustisk Twaron/bomuldsstof ind i et beklædningsgenstand, der præcist registrerer retningen af en lydkilde. Retningsbestemt overvågning af lydkilder kan være meget nyttig for personer, der bruger høreapparater, da det lover at eliminere baggrundsstøj, samtidig med at de kun kan høre lyde i en bestemt retning, samt for politiet, der søger at opdage kilden til skud. Derudover kan beklædningsgenstanden inden for biomedicin fungere som et stetoskop, hvilket giver en ny løsning til komfortabel, kontinuerlig, realtids- og langsigtet overvågning af menneskers hjerte- og luftvejssundhed.

Udover at registrere lyd kan stoffet også afspille hørbare lyde. De to skjorter muliggør tovejs akustisk kommunikation med matchende tidsdomænebølgeform og frekvensspektrum mellem transmitteret og modtaget tale. Dette er befordrende for realiseringen af akustisk kommunikation mellem personer og har gode anvendelsesmuligheder for døve eller hørehæmmede, skjult kommunikation og endda undervandskommunikation.

(Kilde: Official Account of China Textile Leader)