Data viitoare când sunteți într-un restaurant sau un birou sau aeroport, priviți în tavan. S-ar putea să vezi panouri circulare asemănătoare norului, sau plăci de spumă cu nervuri sau șipci de lemn minimaliste sau pancarte agățate care arată ca pânze sau doar dreptunghiurile omniprezente greyish din fiecare cafenea din liceu din America. Deși pot fi plăcute din punct de vedere estetic (sau nu), aceste materiale sunt de fapt concepute pentru a absorbi sunetul și pentru a face camera mai liniștită.
Este posibil să nu observăm, dar o mare parte din mediul nostru este construit sau proiectat pentru a reduce zgomotul lumii moderne. Perdelele groase ajută la crearea agățării în birourile de avocatură. Uși din față grele din lemn păstrează o parte din zgomotul străzii din case.
Acum, cercetătorii de la Universitatea Boston au creat un nou tip de material care poate bloca sunetul în timp ce permite fluxul de aer. Este ceea ce se numește „metamaterial” - un material conceput pentru a avea proprietăți care nu se găsesc în natură. Micul model elicoidal de plastic din interiorul carcasei în formă de inel trimite unde sonore primite înapoi la originea lor, blocând astfel sunetul, dar nu aerul.
„Întrebarea dacă putem tăcea undele sonore în timp ce menținem fluxul de aer a inspirat comunitatea de cercetare de zeci de ani”, spune Xin Zhang, profesor la Colegiul de Inginerie al Universității din Boston, care a co-condus proiectul și a fost co-autor al unei lucrări despre material. care a fost publicat recent în revista Physical Review B.
Permiterea fluxului de aer este esențială pentru unele utilizări potențiale ale materialului. Nu puteți pune un material de amortizare tradițional pe un motor cu jet sau pe un dron și totuși îi puteți zbura. Dar noul metamaterial imprimat 3D ar putea fi utilizat pentru a reduce zgomotul de la aeronave, ventilatoare și sisteme de climatizare fără a interfera cu fluxul de aer.
Designul în formă de gogoșă este potențial „foarte util”, spune Kathryn Matlack, profesor de științe mecanice și inginerie la Universitatea Illinois din Urbana-Champaign, care studiază metamateriale acustice, deoarece „majoritatea materialelor atenuante sunt solide și preveni fluxul de aer. "
Pentru a testa metamaterialul din laborator, cercetătorii de la Universitatea Boston au încercat să tacă un difuzor. Au sigilat difuzorul la un capăt al unei țevi din PVC și au atașat un inel al metamaterialului la celălalt. Apoi s-au lovit de joacă.
Tăcere.
Uitându-se în țeava de PVC, au putut vedea subwooferele difuzorului palpitând. Dar nu au putut auzi nimic. Materialul, prin calculele lor, a blocat 94% din sunet.
Cercetatorii au spus ca ar fi apasat butonul „mut”.
Un inel al metamaterialului (foto BU de Cydney Scott). Metamaterialul este, de asemenea, ieftin de făcut și ușor, spune Reza Ghaffarivardavagh, doctorand în inginerie mecanică la Universitatea Boston.
„Aceste funcții deschid oportunități pentru aplicații noi și interesante”, spune el.
Materialul ar putea reduce zgomotul unei mașini RMN, uneori asemănat cu un ciocan. Poate fi folosit ca o barieră fonică împotriva traficului. Poate fi, de asemenea, utilizat în locul materialelor tradiționale de izolare fonică, cum ar fi plăci acustice sau perdele. Forma exterioară nu trebuie să fie un inel; Poate fi orice, de la un hexagon la un pătrat, astfel încât clienții ar putea comanda potențial pereți de sunet personalizați plăcut pentru restaurante sau teatre.
O lume mai liniștită nu va fi doar mai relaxantă. Ar putea fi și mai sănătos. Există dovezi din ce în ce mai mari că „poluarea fonică a mediului” are efecte negative asupra corpului și minții noastre, ridicând riscul de la orice, de la boli de inimă la deficiențe cognitive. Anul trecut, Organizația Mondială a Sănătății a lansat linii directoare pentru a sprijini factorii de decizie în reducerea zgomotului de mediu din surse precum mașini, trenuri și turbine eoliene. Zgomotul excesiv este de asemenea rău pentru animalele non-umane. Cercetările în curs de cercetare investighează modul în care poluarea fonică reduce biodiversitatea.
Zhang spune că metamaterialul a generat interes de la o serie de organizații din diferite industrii, inclusiv producția, energia și fabricarea automobilelor.
„Acum lucrăm pentru a aborda viabilitatea fiecărei aplicații și proiecte potențiale”, spune ea. „Sper că vom vedea o aplicație comercială într-o anumită formă în următorii ani.”
