Команда исследователей из USC Viterbi недавно нашла новый способ контроля звука с помощью структуры напечатанных метаматериалов. Этот прорыв уникален еще и тем, что для дистанционного включения или отключения акустических свойств может использоваться магнитное поле.

Разработчики применили технологию 3д печати для создания специальных метаматериалов, способных блокировать звуковые волны и механические вибрации благодаря своей уникальной структуре. Присутствие частиц железа в решетке означает, что для ее деформирования можно использовать магнитное поле, которое изменит её свойства. Таким образом, напечатанный метаматериал может быть удаленно переключен с активного на пассивные состояния.

«Когда вы создаете структуру, то не можете изменить её геометрию, а значит и свойства. Наша идея заключается в том, что мы можем создать нечто очень гибкое, изменяя свойства предмета с помощью внешних элементов управления», — сказал Wang, доцент кафедры инженерии. «Вы можете применить внешнюю магнитную силу для деформирования структуры и изменения архитектуры, а также геометрии внутри нее. После изменения архитектуры вы измените свойства. Мы хотели достичь такой свободы, чтобы свободно переключаться между состояниями".


Акустические свойства метаматериала позволяют блокировать звуковые волны определенной частоты, а также механические колебания. Это полезно для ряда целей, включая подавление шума, управление вибрацией и звуковой маскировкой, которая может использоваться для скрытия объектов от обнаружения. С помощью магнитного поля ученым удалось переключаться между прохождением блокированием и передачей звука.

Возможность свободно включать и выключать эти функции предоставляет инженерам дополнительный уровень контроля акустики и вибраций по сравнению с другими метаматериалами, открывая целый ряд потенциальных применений. Исследование было опубликовано в журнале «Advanced Materials».