Инженеры-механики Бостонского университета создали синтетические звукоизолирующие структуры - акустические материалы, которые могут блокировать 94% звуковых волн. Основное отличие метаматериала - это возможность его использования в ситуациях, когда очень важен воздушный поток. Ученым удалось спроектировать конструкцию, которая может блокировать шум, но при этом сохранять воздушный поток. С помощью технологии 3D-печати, опираясь на математические расчеты, была создана открытая кольцеобразная структура для "вырезания" звуков при сохранении воздушного потока.
Источник изображения: https://www.bu.edu
Инженеры рассчитали размеры и характеристики метаматериала, который должен мешать передаваемым звуковым волнам без препятствий для прохождения воздуха.
В качестве тестового примера ученые решили создать структуру, которая могла бы заглушить звук из динамика. Основываясь на своих расчетах, они смоделировали физическую модель, которая наиболее эффективно подавляет шумы. Испытывая это в лаборатории, исследователи закрепили громкоговоритель на одном конце трубы из ПВХ, а на другом конце был закреплен изготовленный акустический метаматериал. При воспроизведении звука новая структура полностью заглушала раздражающую высокочастотную ноту. Сравнивая уровни звука с закрепленным на месте метаматериалом и без него, команда обнаружила, что они могут заглушить почти весь шум (точнее 94%), делая звуки, исходящие из громкоговорителя, невоспринимаемыми человеческим слухом.
Также форма материалов акустического глушения полностью настраивается. Внешняя часть может быть спроектирована не только в форме кольца, но и в виде куба, шестиугольника или других различных форм.
Данная технология найдет широкое применение как в промышленной, так и в военной сфере. Например, акустические метаматериалы в системах вентиляции и кондиционирования воздуха делают их бесшумными, но при этом позволяют горячему или холодному воздуху беспрепятственно циркулировать по всей системе; также, заглушая посторонние звуки на подводных лодках, позволяют добиться большей незаметности для средств обнаружения противника. Снижение звуковых параметров субмарин - то, над чем конструкторы работают не один десяток лет.
