美国加州大学伯克利分校的物理学家使用石墨烯构建了轻质的超声扬声器和话筒，使人们能够模仿蝙蝠或海豚的能力，去使用超声作为信息交流，和对周围物体的测距和测速。就现实应用而言，无线超声器件弥补了射频器件在某些环境下无法使用的困境，例如水下。而且石墨烯无线超声器件的保真度比现有超声或声纳器件高很多。这个手段还能够使信号穿透物体，例如钢，这是电磁波达不到的。
“海洋哺乳动物和蝙蝠使用超声来回声定位和交流，但是人类还没有充分的开拓这个领域，依我来看，是因为技术尚未成熟。”美国加州大学伯克利分校的物理学家 Zettl说“直到现在，我们还没有好的宽带超声发射器和接收器，这些新的器件是一个技术机遇。”
扬声器和话筒都是用鼓膜，一般由纸和塑料制造。它们通过震动去产生声音或者探测声音。在新的器件里的鼓膜是石墨烯薄膜，它们只有一个原子厚度，但是拥有好的韧性，强度，并且质量轻，因此能够对从次声波(小于20赫兹)到超声波（大于20千赫兹）的声音得以响应。人类能够听到20赫兹至20千赫兹之间的声音，而蝙蝠只能听到千赫兹的范围（9-200千赫兹）。石墨烯的扬声器和话筒甚至可以在小于20赫兹和高于500千赫兹的频率范围工作。
石墨烯由碳原子的六圆环结构组成，这个结构造就了坚韧的轻薄的薄膜。它所拥有的独特的电子性质，让物理学界在过去的20多年感到兴奋。“使用石墨烯在电子和纳米器件领域是一个热门话题。但是这些应用离现实还有一段距离”Zettl说,“话筒和扬声器是那些距产业化最近的器件之一，因为我们已经找到了怎样来大规模制备的简单方法”。此工作已经于本周在美国科学院院刊刊登。
两年前周勤（音译）用石墨烯薄膜作为鼓膜搭建了扬声器，从那时起他开始研发基于类似于扬声器的石墨烯鼓膜的话筒。
石墨烯最大的好处是单层原子结构非常轻薄，以至于对电子脉冲不同频率有好的响应。而今天的压电话筒和扬声器做不到这一点。这样的性质非常便于超声发生器与接收器同时使用不同的频道去传输大量的信息，或者像声纳一样去测量距离。“因为我们的薄膜非常的轻，它有非常宽的频率响应，而且它能够产生尖锐的脉冲，所以在测量距离上比传统的方法精确很多。”周说。石墨烯膜也更加高效的能量利用，它可以将超过99%的能量用来驱动装置转换成声音，而今天的常规扬声器和耳机只有8%转换为声音。Zettl预言未来的通讯器件，像手机，不仅仅使用电磁波射频而且也使用声音和超声进行高定向和长距离的信息传输。 “石墨烯是一种神奇的材料;它完美满足了通讯器件的关键需求” 他说。
当初，周勤将此工作告诉夫人郑女士。郑女士建议使用这样的器件去捕捉那些人耳无法听到的声音。于是，周将该设备安装在公园。当他们将记录到的声音以八分之一的速度慢放，把高频转变成了人耳可听到的音频。他们对这样高保真的蝙蝠的声音很惊讶。
“这个器件足以轻巧的安装在蝙蝠的身上，去监听蝙蝠听到了什么”周说。
伯克利的蝙蝠专家Michael Yartsev说：这些新的话筒将非常有价值，可以用来研究高频的音频信号，例如蝙蝠使用的频率。石墨烯的使用允许我们在一个宽泛的频率范围内获得非常均衡的频率响应，包括超声波，并且将使我们精细的研究被蝙蝠使用那些声音信号。Zettl指出，音响发烧友也会因此而得益于这项技术。
几年前，基于石墨烯的扬声器和话筒几乎不可能存在。这是因为制作独立石墨烯薄膜的困难。Zettl说：“但是经过过去的十年石墨烯科研人员的共同努力，发展出了生长/转移/固定石墨烯技术，而且量产已经变得容易。”
尊龙凯时-人生就是搏碳素翻译自： 加州大学伯克利分校网站