您知道电线可以用来电离空气以制造扬声器吗?简而言之，可以通过在一组平行导线(又名等离子体换能器)中产生电场来产生声音，其强度足以电离空气粒子。然后带电离子沿着磁力线加速，推动残留的非电离空气产生声音。

如果扬声器可以产生声音，它也可以吸收它。

虽然这种等离子扬声器概念并不新鲜，但洛桑联邦理工学院的科学家继续构建了等离子换能器的演示，目的是研究降噪。他们提出了一个新概念，他们称之为有源“等离子体声学超层”，可以控制以消除噪声。他们的研究结果发表在Nature Communications上。

科学家们对使用等离子体降低噪音的想法很感兴趣，因为它摆脱了传统扬声器最重要的方面之一：膜。配备膜的扬声器，如汽车或家中的扬声器，是研究最多的主动降噪解决方案之一。它是主动的，因为可以控制膜来抵消不同的声音，而不是被动完成工作的墙壁。

使用传统扬声器作为吸音器的问题在于其膜限制了工作的频率范围。对于吸音，膜的行为是机械的，振动以抵消空气中的声波。膜相对较重的事实，即膜的惯性，限制了其与快速变化的声音或高频有效相互作用的能力。

“我们希望尽可能减少膜的影响，因为它很重。但是什么能像空气一样轻呢?空气本身，“EPFL声学小组博士后，第一作者Stanislav Sergeev解释说。“我们首先电离电极之间的薄空气层，我们称之为等离子体超层。现在带电的相同空气粒子可以立即响应外部电场命令，并有效地与设备周围空气中的声音振动相互作用以抵消它们。

谢尔盖耶夫继续说道：“正如预期的那样，等离子体的电气控制系统与声学环境之间的通信比使用膜要快得多。

等离子体不仅在高频下高效，而且用途广泛，因为它也可以调谐为在低频下工作。事实上，科学家们表明，可以控制空气等离子体薄层的动力学，以在深亚波长距离上与声音相互作用，积极响应噪声并在宽带宽内将其抵消。他们的设备处于活动状态的事实是关键，因为无源降噪技术在可控制的频率范围内受到限制。

等离子体吸收器也比大多数传统解决方案更紧凑。利用等离子体声学超层的独特物理学，科学家们通过实验证明了完美的吸音：“100%的入射声强度被超层吸收，没有任何东西被反射回来，”EPFL声学小组的资深科学家Hervé Lissek说。它们还显示出从几赫兹到kHz范围的可调谐声反射，透明等离子层的厚度低至给定波长的千分之一，比传统的降噪解决方案小得多。

为了了解等离子体吸收器的紧凑程度，请考虑20 Hz的低可听声音频率，其中声波波长为17米长。等离子层只需要17毫米厚即可吸收噪声，而大多数传统的降噪解决方案(如吸收墙)至少需要4米厚，这通常会限制其可行性。

“这个概念中最奇妙的方面是，与依赖多孔散装材料或共振结构的传统吸声器不同，我们的概念在某种程度上是空灵的。我们推出了一种全新的吸音机制，可以做得尽可能薄和轻，在空间和重量很重要的噪声控制方面开辟了新的领域，特别是在低频下，“Hervé Lissek说。

洛桑联邦理工学院与瑞士音频技术公司Sonexos SA合作，开发使用等离子体声元层概念的尖端有源吸声器。他们共同致力于提供新颖高效的解决方案，以降低汽车、消费、商业和工业领域等广泛应用中的噪声。

“这项战略合作利用了洛桑联邦理工学院在材料科学和声学方面的专业知识，以及Sonexos在提供高性能音频解决方案方面的良好记录，”Sonexos首席执行官兼创始人Mark Donaldson解释道。