Šutnja je dragocjena i nažalost vrlo rijetka. Živimo u društvu preplavljenom bukom, gdje ga je praktički nemoguće pronaći. No, nova studija možda je napokon rodila najgenijalniji izum 21. stoljeća: poseban materijal u obliku prstena koji može doslovno progutati zvuk.
Tišina je jedna od najdragocjenijih stvari na Zemlji. Šteta, međutim, što svijet u kojem živimo ide u sasvim drugom smjeru. Ali ne samo. Trenutna sredstva za osiguravanje tišine nisu išla u korak s vremenom.
"Današnje zvučne barijere doslovno su debeli i teški zidovi", rekao je matematičar Reza Ghaffarivardavagh.
Potonji bi, zajedno s kolegama sa sveučilišta u Bostonu, mogao imati konačno rješenje, akustični metamaterijal koji može poništiti 94% zvuka. Zajedno s Xin Zhangom, znanstvenik je pošao od pretpostavke da "barikade" koje umanjuju buku mogu pomoći ugušiti siktanje prometa u špici ili sadržati glazbenu simfoniju unutar zidova blagovaonice. koncert, ali ovo je nespretan pristup koji nije prikladan za situacije u kojima je važan i protok zraka. Zamislite kako zabarikadiraju otvor mlaznog motora: avion nikada ne bi napustio zemlju.
Xin Zhang i Ghaffarivardavagh zapitali su se: "Možemo li dizajnirati strukturu koja može blokirati buku, ali jamčiti prolaz zraka?"
Zahvaljujući njihovoj matematičkoj vještini i 3D ispisu, uspjeli su to napraviti dizajniranjem otvorene, prstenaste strukture s matematički savršenim specifikacijama, sposobnom za uklanjanje zvuka i održavanje protoka zraka. Ne barijera, dakle, već otvoreni kanal.
Takav bi podvig mogao biti moguć samo razvijanjem materijala neobičnih i neprirodnih svojstava, sposobnog izvršiti izolirani utjecaj na zvukove. Drugim riječima, to je akustični metamaterijal. Potonji je oblikovan tako da šalje dolazne zvukove tamo odakle dolaze. Unutar prstena spiralni uzorak ometao je zvukove, sprečavajući ih da prenose prema centru (otvorenom), a istovremeno zadržavajući prolaz zraka.
“Zvuk je uzrokovan sitnim smetnjama u zraku. Dakle, cilj nam je bio utišati te male vibracije ”, objasnili su Ghaffarivardavagh i Zhang. "Ako želimo da unutrašnjost strukture bude otvorena, moramo imati na umu da će ovo biti put kroz koji će zvuk putovati."
Dvoje istraživača izračunalo je dimenzije i specifikacije koje bi metamaterijal morao interferirati s emitiranim zvučnim valovima, sprečavajući zračenje zvuka, ali ne i zraka, kroz otvorenu strukturu. Da bi to učinili, iskoristili su potencijal 3D ispisa.
Kao testni slučaj odlučili su stvoriti strukturu koja bi mogla utišati zvuk koji dolazi iz zvučnika. U laboratoriju su zapečatili zvučnik na kraj PVC cijevi. S druge strane, fiksirali su akustični metamaterijal. U tom su trenutku znanstvenici kliknuli gumb za reprodukciju i slušali. Stojeći nasred sobe, nisu čuli iritantnu notu koja se emitirala iz zvučnika.
Metamaterijal, koji je okruživao unutarnji obod ušća cijevi, funkcionirao je kao pravi gumb za "nijemi". Gotovo magija.
Usporedbom razina zvuka u prisutnosti i odsutnosti metamaterijala, tim je izračunao da bi se u bivšem slučaju mogle smanjiti za gotovo 94 posto.
Sad kad se njihov prototip pokazao toliko učinkovitim, istraživači imaju brojne ideje za primjenu metamaterijala na načine koji čine svijet tišim.
Francesca Mancuso
