«Современные звукоизоляторы — в буквальном смысле толстые стенки», — говорят исследователи из команды профессора Бостонского университета Синь Чжана.
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 такую структуру — открытую, похожую на серию колец, сквозь которые может течь свободный поток воздуха, но при этом почти ни один звук не вырывается наружу.
Физики начали с математического моделирования такой формы и размеров метаматериала, которые смогут эффективно перенаправлять акустические волны обратно к своему источнику. Произведя такую структуру с помощью 3D-принтера, ученые закрепили ее на конце пластиковой трубы, у противоположного конца которой был размещен динамик. Он воспроизводил назойливый и резкий звук, однако, даже приложив ухо к трубе, услышать его не удавалось. Но стоило снять кольцевую структуру с трубы, как помещение заполнял неприятный звук.
Вдохновленные успешным подтверждением своих расчетов в лаборатории, ученые сразу находят массу перспективных применений такой технологии. В самом деле, сегодня уличный и промышленный шум стал настоящей проблемой, а с распространением дронов (жужжание которых 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.
«Если мы сможем разместить структуру под лопастями, мы подавим звук, идущий вниз, — обещают авторы работы. — Ее внешняя форма может быть кубической, шестиугольной — любой. Если нам понадобится сложить из них стену, мы сможем использовать шестиугольники». Будем надеяться, ученым удастся реализовать технологию на практике, и тогда наша жизнь станет хотя бы чуточку тише.
