Ученые спроектировали материал, который блокирует 94% звуков

Офисы и небольшие квартиры вскоре могут приобрести совершенно иной вид благодаря работе исследователей Бостонского университета (Boston University), которые открыли «акустический метаматериал», блокирующий любые звуки.

Исследователи поместили с одной стороны трубы из ПВХ колонку, включили её на всю громкость — и почти ничего не услышали. Как такое возможно, если они не блокировали другой конец ни пенопластом, ни куском бетона? В трубе не было ничего, кроме небольшого распечатанного на 3D-принтере кольца, размещённого на манер обода. Это кольцо «отрезало» 94% звука, издаваемого динамиком, сделав звук неслышимым для человеческого уха.

Кольцо, получившее название «акустический метаматериал», было напечатано на основании математической модели. Специально спроектированная форма материала позволяет улавливать определённые частоты и отражать их обратно по направлению к источнику. Стандартные акустические панели работают по-другому, они поглощают звук, превращая вибрации в теплоту. Особенно интересно, что глушитель из нового метаматериала имеет форму кольца, то есть он открыт, имеет широкий просвет — воздух и свет могут свободно проходить сквозь него, в отличие от звука.

Это открытие значимо для применения в архитектуре и дизайне помещений, поскольку новый материал может быть приспособлен к окружающей среде множеством разных способов. Например, из него можно сложить ажурные, пропускающие воздух, но при этом звукоизолирующие стены.

Исследователи также предполагают, что отопительные и вентиляционные системы могут быть оборудованы такими глушителями. Лопасти дронов также могут быть обеззвучены с помощью колец из этого материала. Даже в аппаратах МРТ, пугающих своим шумом пациентов, находящихся в замкнутом пространстве, можно такой шум приглушить. Нет ограничений для возможностей использования материала, но он должен быть приспособлен к конкретной ситуации.

«Смысл в том, что мы математически проектируем объект, который блокирует любой звук», — говорит в пресс-релизе профессор Синь Чжан (Xin Zhang).

DOI: 10.1103/PhysRevB.99.024302

Источники: Fast Company, XX2ВЕК