Την επόμενη φορά που βρίσκεστε σε ένα εστιατόριο ή σε ένα γραφείο ή στο αεροδρόμιο, κοιτάξτε το ανώτατο όριο. Μπορεί να δείτε κυκλικές πλάκες που μοιάζουν με σύννεφο ή πλακίδια από αφρώδες ξύλο ή μινιμαλιστικές ξύλινες σχάρες ή κρεμαστά πανό που μοιάζουν με πανιά ή απλά τα πανταχού παρόντα γκριζωπά ορθογώνια της κάθε καφετέρια γυμνασίου στην Αμερική. Αν και μπορεί να είναι αισθητικά ευχάριστο (ή όχι), αυτά τα υλικά είναι πραγματικά σχεδιασμένα να απορροφούν τον ήχο και να κάνουν το δωμάτιο πιο ήσυχο.
Μπορεί να μην παρατηρήσουμε, αλλά μεγάλο μέρος του περιβάλλοντός μας είναι στην πραγματικότητα κατασκευασμένο ή σχεδιασμένο για να μειώσει τον θόρυβο του σύγχρονου κόσμου. Οι χοντροί κουρτίνες βοηθούν να δημιουργηθεί το σφύριγμα σε φανταχτερά γραφεία νομικών. Οι βαριές ξύλινες μπροστινές πόρτες κρατούν μέρος του θορύβου από τα σπίτια.
Τώρα, οι ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Βοστώνης δημιούργησαν ένα νέο είδος υλικού που μπορεί να εμποδίσει τον ήχο ενώ επιτρέπει τη ροή του αέρα. Είναι αυτό που είναι γνωστό ως "μετα-υλικό" - ένα υλικό που έχει κατασκευαστεί έτσι ώστε να έχει ιδιότητες που δεν υπάρχουν στη φύση. Το μικροσκοπικό σχέδιο ελικοειδούς πλαστικού μέσα στο δακτυλιοειδές κέλυφος στέλνει τα εισερχόμενα ηχητικά κύματα πίσω στην προέλευσή τους, εμποδίζοντας έτσι τον ήχο αλλά όχι τον αέρα.
"Το ερώτημα εάν μπορούμε να σιωπήσουμε τα ηχητικά κύματα διατηρώντας παράλληλα τη ροή αέρα έχει εμπνεύσει την ερευνητική κοινότητα εδώ και δεκαετίες", λέει ο Xin Zhang, καθηγητής στο Κολλέγιο Μηχανικών του Πανεπιστημίου της Βοστώνης, ο οποίος συνεπικουρούσε το έργο και συγγραφέας ενός εγγράφου σχετικά με το υλικό που δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό Physical Review Β .
Η δυνατότητα ροής αέρα είναι το κλειδί για ορισμένες πιθανές χρήσεις του υλικού. Δεν μπορείτε να βάλετε ένα παραδοσιακό υλικό σίγασης σε έναν κινητήρα τζετ ή ένα τρελό και να το αφήσετε να πετάξει. Αλλά το νέο 3D-τυπωμένο μετα-υλικό θα μπορούσε ενδεχομένως να χρησιμοποιηθεί για τη μείωση του θορύβου από τα αεροσκάφη, τους ανεμιστήρες και τα συστήματα HVAC χωρίς να παρεμβαίνει στη ροή του αέρα.
Ο σχεδιασμός του υλικού σε σχήμα ντόνατς είναι δυνητικά "πολύ χρήσιμος", λέει ο Kathryn Matlack, καθηγητής μηχανικής επιστήμης και μηχανικής στο Πανεπιστήμιο του Illinois στην Urbana-Champaign, ο οποίος μελετά ακουστικά μεταλλουργικά υλικά, καθώς "τα πιο υγιή εξασθενητικά υλικά είναι στερεά και αποτρέψτε τη ροή του αέρα. "
Για να δοκιμάσουν το μετα-υλικό στο εργαστήριο, οι ερευνητές του Πανεπιστημίου της Βοστόνης προσπάθησαν να σιωπήσουν ένα ηχείο. Σφράγισαν το μεγάφωνο στο ένα άκρο ενός σωλήνα από PVC και πρόσδεσαν ένα δακτύλιο του μετα-υλικού στην άλλη. Στη συνέχεια χτύπησαν το παιχνίδι.
Σιωπή.
Κοιτώντας μέσα στον σωλήνα από PVC, μπορούσαν να δουν τα υπογούφερ του μεγαφώνου να σφύζουν. Αλλά δεν μπορούσαν να ακούσουν κάτι. Το υλικό, με τους υπολογισμούς του, εμπόδισε το 94 τοις εκατό του ήχου.
Ήταν σαν να πιέζεις το κουμπί "σίγαση", ανέφεραν οι ερευνητές.
Ένα δαχτυλίδι από το μετα-υλικό (BU από την Cydney Scott). Το μετα-υλικό είναι επίσης φθηνό και ελαφρύ, λέει ο Reza Ghaffarivardavagh, διδάκτορας μηχανικής στο Πανεπιστήμιο της Βοστώνης.
"Αυτά τα χαρακτηριστικά ανοίγουν ευκαιρίες για νέες και συναρπαστικές εφαρμογές", λέει.
Το υλικό θα μπορούσε να μειώσει το θόρυβο μιας μηχανής μαγνητικής τομογραφίας, που μερικές φορές παρομοιάζεται με ένα βαρούλκο. Θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως ηχητικό φράγμα κατά της κυκλοφορίας. Θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί στη θέση των παραδοσιακών ηχομονωτικών υλικών όπως ακουστικά κεραμίδια ή κουρτίνες. Το εξωτερικό σχήμα δεν χρειάζεται να είναι δακτύλιος. μπορεί να είναι οτιδήποτε από ένα εξάγωνο σε ένα τετράγωνο, έτσι οι πελάτες θα μπορούσαν ενδεχομένως να παραγγείλουν αισθητικά ευχάριστους τοίχους για εστιατόρια ή θέατρα.
Ένας πιο ήσυχος κόσμος δεν θα είναι μόνο πιο χαλαρωτικός. Θα μπορούσε επίσης να είναι πιο υγιεινό. Υπάρχουν ολοένα και περισσότερες ενδείξεις ότι η «περιβαλλοντική ηχορύπανση» έχει αρνητικές επιπτώσεις στο σώμα και το μυαλό μας, αυξάνοντας τον κίνδυνο όλων από καρδιακές παθήσεις έως γνωστικές διαταραχές. Πέρυσι, η Παγκόσμια Οργάνωση Υγείας εξέδωσε κατευθυντήριες γραμμές για τη στήριξη των υπευθύνων χάραξης πολιτικής για τη μείωση του περιβαλλοντικού θορύβου από πηγές όπως τα αυτοκίνητα, τα τρένα και οι ανεμογεννήτριες. Ο υπερβολικός θόρυβος είναι επίσης κακός για τα μη ανθρώπινα ζώα. Η τρέχουσα έρευνα διερευνά το πώς η ηχορύπανση μειώνει τη βιοποικιλότητα.
Ο Ζανγκ λέει ότι το μετα-υλικό έχει προκαλέσει ενδιαφέρον από διάφορες οργανώσεις σε διάφορες βιομηχανίες, όπως η βιομηχανία, η ενέργεια και η αυτοκινητοβιομηχανία.
"Τώρα εργαζόμαστε για την αντιμετώπιση της βιωσιμότητας κάθε πιθανής εφαρμογής και έργου", λέει. "Είμαι αισιόδοξος ότι θα δούμε μια εμπορική εφαρμογή σε κάποια μορφή μέσα στα επόμενα χρόνια."
