清华大学集成电路学院任天令团队在柔性声学器件领域取得重要进展

集微网消息，清华大学集成电路学院任天令教授团队在柔性声学器件领域取得重要进展，相关成果以“基于高灵敏的MXene智能人工耳膜的两级放大”（Two-stage amplification of an ultrasensitive MXene-based intelligent artificial eardrum）为题，于3月30日在线发表在《科学·进展》（Science Advances）上。

目前，具有高灵敏度、低检测下限和宽频谱响应的压力传感器可以用于构建人机交互系统实现语音的探测与识别，在医疗健康领域具有非常重要的应用价值。然而，传统压力传感器的灵敏度有限，检测极限不理想，限制了其在声学器件领域的应用。

据悉，该团队报道了一种基于微结构衬底的MXene声学传感器，用于模仿人耳膜的功能来实现声音的探测与识别。该传感器采用具有大层间距离的MXene和具有微金字塔结构的PDMS衬底可以实现声音信号的两级放大，获得高的灵敏度（62 kPa-1）和低的探测下限（0.1 Pa），并且实现了声音信号的记录功能。通过MXene器件记录的语音信号波形与原始音频波形几乎保持一致，表明具有出色的声学传感能力。同时，采用机器学习算法实现了280个语音信号的识别与分类，训练集和测试集的准确率可以分别达到96.4%和95%。以上的研究表明柔性MXene声学传感器在人机交互系统中具有重要的应用潜力。