Tăcerea este prețioasă și, din păcate, foarte rară. Trăim într-o societate copleșită de zgomot, unde este practic imposibil să o găsim. Dar un nou studiu poate că a dat naștere celei mai ingenioase invenții a secolului 21: un material special în formă de inel care poate înghiți literalmente sunetul.
Tăcerea este unul dintre cele mai prețioase lucruri de pe Pământ. Păcat, totuși, că lumea în care trăim merge într-o cu totul altă direcție. Dar nu numai. Mijloacele actuale de asigurare a tăcerii nu au ținut pasul cu vremurile.
„Barierele sonore de astăzi sunt literalmente ziduri groase și grele”, a spus matematicianul Reza Ghaffarivardavagh.
Acesta din urmă, împreună cu colegii de la Universitatea din Boston, ar putea avea o soluție definitivă, un metamaterial acustic capabil să anuleze 94% din sunet. Împreună cu Xin Zhang, omul de știință a plecat de la presupunerea că „baricadele” care atenuează zgomotele pot ajuta la înăbușirea șuieratului traficului din orele de vârf sau pot conține simfonia muzicii în interiorul pereților unei săli de mese. concert, dar aceasta este o abordare ciudată, nepotrivită pentru situații în care fluxul de aer este, de asemenea, important. Imaginați-vă baricând aerisirea unui motor cu reacție: avionul nu ar părăsi pământul niciodată.
Xin Zhang și Ghaffarivardavagh s-au întrebat: "Putem proiecta o structură care să blocheze zgomotul, dar să garanteze trecerea aerului?"
Datorită priceperii lor matematice și imprimării 3D, au reușit să facă acest lucru proiectând o structură deschisă, asemănătoare inelului , cu specificații perfecte din punct de vedere matematic, capabilă să elimine sunetul și să mențină fluxul de aer. Prin urmare, nu o barieră, ci un canal deschis.
O astfel de ispravă ar putea fi posibilă numai prin dezvoltarea unui material cu proprietăți neobișnuite și nenaturale, capabil să exercite o influență izolată asupra sunetelor. Cu alte cuvinte, este un metamaterial acustic. Acesta din urmă a fost modelat în așa fel încât să trimită sunete primite de unde provin. În interiorul inelului, un model elicoidal a interferat cu sunetele, împiedicându-le să fie transmise către centru (deschise), păstrând în același timp trecerea aerului.
„Sunetul este cauzat de mici tulburări în aer. Deci, scopul nostru a fost să reducem la tăcere aceste mici vibrații ”, au explicat Ghaffarivardavagh și Zhang. „Dacă vrem ca interiorul unei structuri să fie deschis, trebuie să avem în vedere că aceasta va fi calea prin care va călători sunetul”.
Cei doi cercetători au calculat dimensiunile și specificațiile pe care ar trebui să le aibă metamaterialul pentru a interfera cu undele sonore transmise, împiedicând sunetul, dar nu aerul, să fie radiat prin structura deschisă. Pentru a face acest lucru, au exploatat potențialul imprimării 3D.
Ca caz de testare, au decis să creeze o structură care să reducă la zgomot sunetul provenit de la un difuzor. În laborator, au sigilat difuzorul în capătul unei țevi din PVC. Pe de altă parte, au fixat metamaterialul acustic. În acel moment, oamenii de știință au dat clic pe butonul de redare și au ascultat. Stând în mijlocul camerei, nu au auzit nota iritantă difuzată de difuzor.
Metamaterialul, care înconjura perimetrul interior al gurii tubului, a funcționat ca un adevărat buton „mut”. Aproape magie.
Prin compararea nivelurilor de sunet în prezența și absența metamaterialului, echipa a calculat că, în primul caz, acestea ar putea fi reduse cu aproape 94%.
Acum că prototipul lor s-a dovedit atât de eficient, cercetătorii au o serie de idei pentru aplicarea metamaterialului în moduri care fac lumea mai liniștită.
Francesca Mancuso
