波士顿大学研发出能屏蔽噪音的新型声学超材料 可屏蔽94%的声音

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据sciencedaily.com网站3月7日报道,美国波士顿大学工程学院教授Xin Zhang和机械工程学博士生Reza Ghaffarivardavagh在《物理评论B辑》(Physical Review B)杂志发文介绍了两种都都上能屏蔽噪音的新型声学超材料。该材料经过“完美”的数学设计,具有环状开放特征,可在切断噪声的共同保持空气正常流动。声学超材料经数学设计、3D打印成型。外圈内侧,螺旋状特征都都上能对声音产生干扰作用,阻止其通过开放的环状中心,共同又能保持空气的流动。

Ghaffarivardavagh说:“目前使用的声屏障主要是厚重的隔音壁,实在它的确对噪音有阻隔作用,但当空气流通变得不可或缺时,你是什么 笨重的方案就不适用了。累似 ,堵住喷气式发动机的排气口,实在噪音消除了,要是飞机这样呆在地面。要是地勤人员这样佩戴厚重的耳塞来免受噪音之苦。”

Ghaffarivardavagh和Zhang通过数学计算,找到了处置方案。朋友对声学超材料的尺寸和规格进行了计算,希望能找到两种开放式特征,既能干扰声波传输,要是妨碍空气流通。Zhang等介绍说,设计的基本前提是,你是什么 超材料才能将传入的声音送回声源处。

根据计算结果,朋友采用3D打印技术,用塑料制作了原来开放式的降噪特征并进行了室内实验。Zhang等在PVC管两端分别固定了扬声器和声学超材料。当朋友按下播放键,扬声器竟然“安静”地启动了。单凭人的听觉,根本不不知道扬声器正在发出刺耳的高音。论文作者之一、Zhang实验室前成员Jacob Nikolajczyk说:“实在朋友一直 能在电脑模型中看过累似 结果,但实际情形还是让朋友大吃一惊。”

通过对比,研究人员发现声学超材料几乎都都上能阻隔94%的噪音。随着原型机的有效性被证实,研究人员对朋友设计的隔音材料如可让现实世界变得更加安静有了更多想法。Zhang说:“无人机是原来非常热门励志的话 题。累似 亚马逊原来的大公司对使用无人机送货很感兴趣,但客户对无人机带来的潜在噪音颇有微词。”Ghaffarivardavagh解释说:“罪魁祸首是无人机涡扇的运转。可能性朋友能将开放的消音特征设置在无人机涡扇下方,这样就能有效抵消其向地面辐射的噪音。家用空调系统也可由此受益,声学超材料既都都上能使空调系统保持安静,又能使冷/热空气在建筑内控 自由流通。”

Ghaffarivardavagh和Zhang还指出,声学超材料都都上能对减少交通噪音污染使用的隔音屏障进行美学升级。可能性材料都都上能3D打印成型,隔音材料的特征都都上能进行定制。累似 将其做成立方体或六边形,进而组装成蜂窝状特征的透明隔音墙。Zhang说:“原来的墙都都上能有效控制多种类型的噪音。它甚至对核磁共振成像机的噪音才能有很好的控制效果。”