Ученые напечатали на 3D-принтере метаматериал, эффективно заглушающий звуки

Традиционные перегородки, снижающие уровень шума, позволяют заглушить звуки дорожного движения или улучшить акустику концертного зала. Тем не менее, такие перегородки – не слишком удобное решение, кроме того, не подходящее для ситуаций, в которых важно беспрепятственное прохождение воздуха. Именно поэтому ученые решили разработать альтернативный подход. Они рассчитали точные размеры и характеристики открытой конструкции из метаматериала для заглушения звуковых волн без остановки воздушного потока. Основная концепция в том, что форма метаматериала отражает входящие звуки обратно, в направлении источника.

В рамках испытаний ученые произвели конструкцию, заглушающую звук из динамика. На основе вычислений команда создала максимально эффективную модель, а затем изготовила ее из пластика с помощью 3D-печати. Затем ученые закрепили на одном конце пластиковой трубки динамик, а на другом – собственную разработку. Звук из динамика проходил через трубку, но снаружи его невозможно было услышать. Конструкцию из метаматериала расположили по внутреннему периметру отверстия трубки – она успешно заглушала звук, пока ее не сняли, и тогда сигнал из динамика внезапно зазвучал на всю лабораторию.

Сравнив уровни громкости, исследователи обнаружили, что конструкция из метаматериала способна заблокировать 94% звуковых волн. Ученые отмечают, что разница между уровнем звука с новым устройством и без него действительно поражает. Несмотря на многообещающие предварительные вычисления, разработчики сами удивились, насколько эффективным оказалось напечатанное на 3D-принтере устройство в реальности.