Инженеры-механики Бостонского университета создали синтетическую звукоизоляционную конструкцию, которая может блокировать до 94% звуков. Исследователи утверждают, что это можно сделать с помощью открытой, кольцевидной структуры.
«Сегодня звуковые барьеры — это в буквальном смысле толстые тяжелые стены», — говорит Реза Гаффаривардаваг, один из авторов разработки. Хотя шумопоглощающие баррикады, называемые звуковыми заграждениями, могут помочь заглушить шум движения в час пик или сдержать симфонию музыки в стенах концертного зала, они не очень хорошо подходят для ситуаций, когда поток воздуха также издает звук. Например, когда нужно блокировать отверстие реактивного двигателя.
Авторы сделали звуковую перегородку, которая является не барьером, а открытым каналом. «Звук исходит от очень маленьких помех в воздухе. Поэтому наша цель — заставить «замолчать» эти крошечные вибрации», — сообщили исследователи. Они рассчитали размеры и технические характеристики метаматериала, необходимые для того, чтобы помешать волнам, препятствуя прохождению звука, но не воздуха. Основная идея в том, чтобы устройство посылало входящие звуки туда, откуда они пришли.
В качестве примера они решили создать структуру, которая могла бы заглушить звук из громкоговорителя. Основываясь на своих расчетах, ученые смоделировали размеры, которые наиболее эффективно устраняют шум. Воплощая эти модели в жизнь, они использовали 3D-печать для создания открытой, шумопоглощающей структуры из пластика.
Испытав его в лаборатории, исследователи запечатали громкоговоритель в один конец трубы из ПВХ. С другой стороны, в отверстие был прикреплен акустический метаматериал. После нажатия кнопки воспроизведения экспериментальная акустическая система была почти бесшумной.