27.07.2013, 16:47
Ученые создали окно, которое пропускает воздух, но не шум
Ученые сконструировали акустический метаматериал, который пропускает воздух, но отсекает звуки заданной частоты, свое изобретение они описывают в статье, размещенной в электронной библиотеке Корнелльского университета.
Звук всегда распространяется в какой-либо среде, например, в воде или воздухе. Сан-Хун Ким (Sang-Hoon Kim) из Государственного морского университета города Мокпхо и Сон-Хюн Ли (Seong-Hyun Lee) из Корейского института механизмов и материалов в Тэджоне смогли отделить звуковые волны от воздуха и погасить их.
Их “звуконепробиваемое” окно состоит из двух прозрачных пластиковых панелей, пространство между которыми разделено на множество отсеков-резонаторов. Направлять звуковые волны в резонаторы помогают сделанные в них отверстия.
Ученые добились отрицательного значения объёмного модуля упругости у резонаторов. Этот параметр определяет, насколько материал сопротивляется сжатию. Предметы с отрицательным модулем упругости расширяются в ответ на давление. В природе их не существует. Однако корейские ученые сконструировали резонаторы так, что звуковые волны, резонируя внутри, противодействуют давлению тех же звуковых волн извне, и звуковая волна затухает.
Однако этот метаматериал предназначен не для полной звукоизоляции, а для отсечения волн определенных частот. Частоты, на которых будет “работать” окно, зависят от параметров резонаторов, которые можно настроить. Созданный учеными прототип уменьшает громкость высоких звуков частотой 700-2200 герц, что примерно соответствует человеческой речи, в 100-3162 раз (20-35 децибел).
Ученые предполагают, что их изобретение можно будет использовать для отсечения нежелательных звуков в общей шумовой картине. Например, если какие-то высокие звуки мешают наслаждаться шумом моря, такое окно может “вырезать” их и оставить только шум моря. Изобретатели считают, что их конструкция будет работать и в воде, поглощая шум промышленных установок, который негативно влияет на рыб и других морских животных.