Vědci vytvořili nový typ akustického metamateriálu. Může vyřešit problém s bzučícími drony | E15.cz

Vědci vytvořili nový typ akustického metamateriálu. Může vyřešit problém s bzučícími drony

Karel Javůrek - VTM.cz

Vědci z univerzity v Bostonu představili nový druh akustického materiálu, který se zaměřuje na zamezování přenosu zvuku, respektive hluku, aniž by zároveň bránil volnému průchodu vzduchu. To je důležité v mnoha oblastech, kde nelze použít silné zdi nebo speciální zvukové stínění, přes které pochopitelně neprochází žádný vzduch nebo třeba ani světlo.

Metamateriály zažívají v poslední době obrovský rozmach především díky tomu, že lze stále jednodušeji simulovat a vytvářet speciální struktury přímo na počítači a dle zadaných parametrů, které požadujeme, aby materiál měl. Nejedná se přitom jen o chemické složení, ale především o strukturu, která má nějaký matematický základ nebo důvod. V tomto případě je cílem práce se zvukovými vlnami a vědeckému týmu se podařil opravdu velmi zajímavý průlom.

Prstenec, který odráží zvuk

To co se vědcům podařilo vyrobit, připomíná velký prsten. Nejde přitom o jeho složení ale jeho tvarování, strukturu a funkci. Cílem vědcům bylo, aby vytvořili metamateriál, který dokáže zamezit šíření zvuku (hluk, šum) v konkrétní formě a přitom se jednalo o otevřenou konstrukci.

Nova tkanina automaticky hřeje či izoluje. Záleží na teplotě okolního prostředí

Díky matematickým modelům a pokročilým výpočtům se jim podařilo vyvinout konstrukci, která doslova odráží zvukové vlny zpátky, odkud dorazily, ale zároveň nijak neovlivňuje proudící vzduch. Prvotní snahou při testech byla regulace zvuku z reproduktoru, přičemž hluk byl soustředěn a veden skrze podlouhlou trubici, na jejímž konci se nacházel právě zmíněný prstenec.

Vytištěno na 3D tiskárně

Vědci nepoužili při tvorbě metamateriálu žádné speciální chemické složení nebo náročnou výrobu. Prstenec jednoduše vytiskli z plastu na klasické 3D tiskárně. Díky dostatečnému rozlišení může mít metamateriál potřebné tvary, které byly vypočítané v modelech na počítači jako nejefektivnější pro interakci se zvukovými vlnami.

Unikátní druh akustického metamateriálu dokáže zamezit přenosu hluku. Možná vyřeší problém s bzučícími drony

Dle testování už tento první prototyp dokázal zabránit průchodu 94 % zvukových vln, které odrazil zpátky ke zdroji. Jak velký je to rozdíl, si můžete prohlédnout na videu, kde celá testovací sestava běží s nasazeným akustickým metamateriálem a poté je prstenec vyjmut z trubice. Zatímco s nasazeným akustickým metamateriál by lidské ucho v dané místnosti nezaznamenalo pouštěný vysokofrekvenční zvuk, po jeho vyjmutí už ano. Dle vyjádření je to rozdíl „jako den a noc“.

Supertiché drony

Jako první a hlavní nápad pro reálné použití se nabízí drony, jejichž vrtule vydávají vysokofrekvenční zvuk. Pokud by se pod nimi v rámci nějaké lehké konstrukce s trubicí nacházel tento akustický metamateriál, téměř veškerý slyšitelný nepříjemný zvuk by byl odrážen směrem vzhůru a na zemi by tak nebylo nic slyšet. To je důležitá zpráva nejen pro budoucí malé donážkové drony, které by poletovaly všude kolem nás s jídlem a nákupy, ale také pro velké letouny ve stylu kvadrokoptér, které jsou určené pro převoz lidí (UberAir a další).

Vědci zjistili, že lze vytisknout i piezoelektrický materiál

Tento objev však může změnit nejen vše, co je vybaveno ventilátorem a dělá tak hluk, ale i zcela změnit konstrukce protihlukových bariér. Vědci uvádí, že možnosti jsou neomezené, protože akustický metamateriál lze vyrobit tak, aby zabránil průchodu takřka jakéhokoli druhu zvuku.

Článek vyšel na serveru VTM >>>

Autor: Karel Javůrek - VTM.cz
 
Newsletter
Využijte služby
zasílání zpráv do vaší
e-mailové schránky!