Искусственно созданная конструкция способна поглощать до 94 процентов звука, находящегося внутри нее.
«Это распространенное, но не совсем точное представление», — говорят исследователи из команды профессора Бостонского университета Синь Чжана (Xin Zhang). Их проект на традиционные подходы совсем не похож: в нем используется метаматериал, свойства которого определяются не его составом, а деталями формы и структуры. В статье, опубликованной в журнале Physical Review B, ученые описывают и демонстрируют структуру, которая имеет открытую форму, напоминающую ряд колец, через которые может циркулировать воздух, при этом звук практически не проникает наружу.
Изначально физики провели математическое моделирование, чтобы определить оптимальную форму и размеры метаматериала для эффективного перенаправления акустических волн обратно к источнику. Затем, с помощью 3D-принтера, была создана такая структура и установлена на конец пластиковой трубы, у другого конца которой находился динамик. Он воспроизводил громкий и резкий звук, однако при прослушивании трубы, его было практически не слышно. Как только кольцевая структура снималась с трубы, помещение наполнялось неприятным звуком.
Вдохновленные успешной проверкой своих расчетов в лабораторных условиях, ученые быстро обнаруживают множество потенциальных областей применения этой технологии. Действительно, в настоящее время шум в городских и промышленных зонах представляет собой серьезную проблему, а с увеличением числа дронов (сопровождаемых жужжанием считается одним из самых дискомфортных фоновых шумов) грозит еще обостриться. Поэтому такие метаструктуры могут найти широкое применение для уменьшения шума от беспилотников, вентиляторов и кондиционеров — промышленных и бытовых.
«Авторы исследования утверждают, что размещение конструкции под лопастями позволит снизить распространение звука вниз. Форма этой конструкции может быть любой: кубической, шестиугольной или иной. Если возникнет необходимость, из этих элементов можно будет возвести стену, используя шестиугольную форму. Надеемся, ученым удастся воплотить эту технологию в жизнь, и тогда наша жизнь станет немного тише.