اقترح المهندسون الأمريكيون طريقة لعزل الضوضاء. إنه يختلف عن الألواح المعتادة الممتصة للصوت. هذا هو حلقة بلاستيكية مطبوعة 3D.
تصوير جون باير / سي سي باي ساطريقة جديدة لامتصاص الصوت
الألواح الكلاسيكية الماصة للصوت تمنع مسار الأمواج الصوتية وتضعف طاقة الصوت ، والتي يتم
تحويل بعضها إلى حرارة. بسبب التصميم والمواد المستخدمة ، فإن هذه الألواح لا تسمح للهواء بالمرور.
اقترح المتخصصون في جامعة بوسطن حلقة بلاستيكية "للتنفس" تحجب ما يصل إلى 94٪ من الضوضاء. كان يسمى "
metamaterial الصوتية".
يعتمد مبدأ تشغيل المادة الفوقية على
رنين الفانو . عندما تتداخل موجتان ، يتم توزيع طاقتهم بشكل غير متماثل. نتيجة لذلك ، يرتفع ضغط الصوت عند نقطة ما في الفضاء إلى الحد الأقصى للقيم ، وفي نقطة أخرى ينخفض إلى الصفر تقريبًا.
نجح باحثون من جامعة بوسطن في تحقيق هذا التوزيع للموجات الصوتية باستخدام شكل خاص من المواد المتفجرة - داخل الحلبة
هناك قناة لولبية يمر خلالها الصوت. تنعكس الموجات الصوتية في هذه القناة من الجدران ، وتدخل في رنين Fano ، وتصمت.
قام مؤلفو التقنية بتطوير نموذج أولي للجهاز ، والذي تم طباعته على طابعة ثلاثية الأبعاد وتم تثبيته على أنبوب بولي فينيل كلوريد ، وعلى الطرف الآخر كان هناك مكبر صوت. على الرغم من أن نهاية الأنبوب مع الحلقة ظلت مفتوحة لأكثر من النصف ، إلا أن الصوت الذي يمر بها أصبح أكثر هدوءًا بشكل ملحوظ - في العمل يمكنك أن ترى في هذا
الفيديو :
مزايا وعيوب
واحدة من مزايا التكنولوجيا هي مجموعة متنوعة من الأشكال الممكنة من "كاتم الصوت". وفقًا لمؤلفي الدراسة ، فقد تمكنوا من محاكاة فتحات امتصاص الضوضاء مع مقطع عرضي مربع وسداسي - يُقترح استخدام هذا النوع من المواد كبنات بناء للأقسام العازلة للصوت.
الميزة الثانية هي التكلفة المنخفضة. يمكن أن يكون الجهاز مصنوعًا من أي بلاستيك ، ولا يتطلب مواد باهظة الثمن خاصة. على سبيل المثال ، استخدم مؤلفو التكنولوجيا معيار
ABS البلاستيكي والإبوكسي لإنشاء نماذج أولية للطابعات ثلاثية الأبعاد.
لكن الاختراع له عيب واضح - الحاجة إلى الحساب الفردي. تم تصميم كل جهاز لترددات وأحجام محددة ، لذلك لن تعمل الحلقات الشاملة المنتجة بكميات كبيرة.
نظائر الاختراع
تطور المواد الصوتية الصوتية منذ عدة سنوات. وليس فقط الباحثين من بوسطن يعملون في هذا المجال. كتناظرية ، يمكننا الاستشهاد بجهاز المهندسين من فرنسا - في عام 2016 ، قاموا
بإنشاء لوحة بسماكة 1 سم تحظر الترددات المنخفضة. بشكل نموذجي ،
هناك حاجة إلى ألواح بسماكة تصل إلى 10 سم لقمع الترددات المنخفضة.
يتكون الاختراع الفرنسي من سلسلة من غرف
مرنان Helmholtz الصغيرة التي تغرق الأصوات المنقولة. وفقًا لمؤلفي الحل ، يمكن استخدامه لعزل الضوضاء في المباني والمركبات - تشغل الألواح مساحة صغيرة وتزن قليلاً ، لكن تحظر ما يقرب من 100٪ من الأصوات.
مادة صوتية أخرى تم
تطويرها في جامعة جنوب كاليفورنيا. إنه هيكل شبكي مصنوع من البلاستيك مع جزيئات الحديد ، تم إنشاؤه باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد. تحت تأثير المجال المغناطيسي ، تتحرك هذه الجسيمات ، مما يغير بنية المادة وخصائصها الصوتية.
الصورة شونيتشي kouroki / CC BYالنتائج
من المعتقد أن التطورات في مجال المواد الصوتية الصوتية ستوسع النطاق المحتمل لعزل الصوت. يتوقع الباحثون أن تساعد الابتكارات في امتصاص الضوضاء في جعل النظام البيئي الحضري أكثر راحة: يمكن استخدام المواد الفوقية لبناء
شاشات ضوضاء على الطرق السريعة الرئيسية.
قراءة إضافية - لقد أعددنا ملخصًا صغيرًا بمواد من "عالم
Hi-Fi " الخاص بنا ، والذي تم تخصيصه للصمت ومكافحة تلوث الضوضاء:
- نوم أفضل وعمل أفضل - كيف تساعد الموسيقى في مكافحة الضوضاء . نتحدث عن كيفية حماية الموسيقى من الضوضاء الخارجية أثناء النوم وأثناء العمل. كما قمنا بجمع توصيات حول كيفية الاستماع إلى الموسيقى أثناء ساعات العمل دون الإضرار بالإنتاجية والسمع. هذه المادة ستكون مفيدة لأولئك الذين يعملون في الفضاء المفتوح أو coworking.
- كيفية صنع سقف عازل للصوت بيديك . هذا مقال إرشادي ، ويصف جميع المراحل: من تطوير المشروع إلى إصلاحات مستحضرات التجميل. هنا أيضًا قائمة بالمواد اللازمة وحساب تكلفتها.