Недавно команда инженеров-механиков из Бостонского университета рассказала о том, что можно заглушить шум при сохранении воздушного потока, используя открытую кольцеобразную структуру. Они разработали новое устройство, которое блокирует до 94% поступающих звуковых волн.

Хотя заглушающие звук баррикады или специальные перегородки могут помочь с шумом трафика в час пик или сдержать симфоническую музыку в стенах концертного зала — это неуклюжий подход, не очень помогающий в ситуациях, когда воздушный поток также важен (например, когда нужно уменьшить шум от устройства, не помешав при этом охлаждению: компьютеры, квадрокоптеры, строительная техника).

Они рассчитали размеры и характеристики, которые метаматериал должен был бы иметь, чтобы мешать передаваемым звуковым волнам, но не потоку воздуха. Основная мысль заключается в том, что такая конструкция должна быть сформирована таким образом, чтобы посылать входящие звуки туда, откуда они пришли.


В качестве тестового примера исследователи решили создать структуру, способную заглушить звук из динамика. Основываясь на своих расчетах, они смоделировали физические параметры, наиболее эффективно подавляющие шумы. Затем они применили 3D печать для создания открытой конструкции из пластика. Внутри внешнего кольца спиральный рисунок заглушает звук, блокируя передачу через открытый центр, сохраняя при этом беспрепятственный ток воздуха. Чтобы проверить устройство, ребята приделали колонку к одному концу трубы из ПВХ, а на другом поставили свой акустический метаматериал. В итоге звук не был слышен человеческому уху.

Сравнивая уровни шума с закрепленным метаматериалом и без него, команда обнаружила, что устройство способно блокировать 94% звука. Теперь, когда их прототип оказался настолько эффективным, у исследователей появилось несколько идей о том, как их разработка сделает реальный мир тише.

Исследование было опубликовано в журнале Physical Review.