Technologie | Věda | Zvuk

Unikátní druh akustického metamateriálu dokáže zamezit přenosu zvuku. Vyřeší problém s bzučícími drony

  • Vědci vytvořili nový typ akustického metamateriálu
  • Dokáže zabránit přenosu zvuku a přes to nebrání proudění vzduchu
  • Budoucnost by mohl najít třeba u dronů

Vědci z univerzity v Bostonu představili nový druh akustického materiálu, který se zaměřuje na zamezování přenosu zvuku, respektive hluku, aniž by zároveň bránil volnému průchodu vzduchu. To je důležité v mnoha oblastech, kde nelze použít silné zdi nebo speciální zvukové stínění, přes které pochopitelně neprochází žádný vzduch nebo třeba ani světlo.

Metamateriály zažívají v poslední době obrovský rozmach především díky tomu, že lze stále jednodušeji simulovat a vytvářet speciální struktury přímo na počítači a dle zadaných parametrů, které požadujeme, aby materiál měl. Nejedná se přitom jen o chemické složení, ale především o strukturu, která má nějaký matematický základ nebo důvod. V tomto případě je cílem práce se zvukovými vlnami a vědeckému týmu se podařil opravdu velmi zajímavý průlom.

Prstenec, který odráží zvuk

To co se vědcům podařilo vyrobit, připomíná velký prsten. Nejde přitom o jeho složení ale jeho tvarování, strukturu a funkci. Cílem vědcům bylo, aby vytvořili metamateriál, který dokáže zamezit šíření zvuku (hluk, šum) v konkrétní formě a přitom se jednalo o otevřenou konstrukci.

Díky matematickým modelům a pokročilým výpočtům se jim podařilo vyvinout konstrukci, která doslova odráží zvukové vlny zpátky, odkud dorazily, ale zároveň nijak neovlivňuje proudící vzduch. Prvotní snahou při testech byla regulace zvuku z reproduktoru, přičemž hluk byl soustředěn a veden skrze podlouhlou trubici, na jejímž konci se nacházel právě zmíněný prstenec.

Vytištěno na 3D tiskárně

Vědci nepoužili při tvorbě metamateriálu žádné speciální chemické složení nebo náročnou výrobu. Prstenec jednoduše vytiskli z plastu na klasické 3D tiskárně. Díky dostatečnému rozlišení může mít metamateriál potřebné tvary, které byly vypočítané v modelech na počítači jako nejefektivnější pro interakci se zvukovými vlnami.

Dle testování už tento první prototyp dokázal zabránit průchodu 94 % zvukových vln, které odrazil zpátky ke zdroji. Jak velký je to rozdíl, si můžete prohlédnout na videu, kde celá testovací sestava běží s nasazeným akustickým metamateriálem a poté je prstenec vyjmut z trubice. Zatímco s nasazeným akustickým metamateriál by lidské ucho v dané místnosti nezaznamenalo pouštěný vysokofrekvenční zvuk, po jeho vyjmutí už ano. Dle vyjádření je to rozdíl „jako den a noc“.

Supertiché drony

Jako první a hlavní nápad pro reálné použití se nabízí drony, jejichž vrtule vydávají vysokofrekvenční zvuk. Pokud by se pod nimi v rámci nějaké lehké konstrukce s trubicí nacházel tento akustický metamateriál, téměř veškerý slyšitelný nepříjemný zvuk by byl odrážen směrem vzhůru a na zemi by tak nebylo nic slyšet. To je důležitá zpráva nejen pro budoucí malé donážkové drony, které by poletovaly všude kolem nás s jídlem a nákupy, ale také pro velké letouny ve stylu kvadrokoptér, které jsou určené pro převoz lidí (UberAir a další).

Tento objev však může změnit nejen vše, co je vybaveno ventilátorem a dělá tak hluk, ale i zcela změnit konstrukce protihlukových bariér. Vědci uvádí, že možnosti jsou neomezené, protože akustický metamateriál lze vyrobit tak, aby zabránil průchodu takřka jakéhokoli druhu zvuku.

Originální materiál k výzkumu naleznete zde

Diskuze (8) Další článek: Rozšířená podpora pro Windows 7 se začne prodávat od dubna. Zahrne i Office 365

Témata článku: Technologie, Věda, Výzkum, Drony, Zvuk, Vzduch, Druh, Hluk, Vědec, Prstenec, Přenos, Zvuková vlna, Boston


Určitě si přečtěte

USB kabely IKEA: Ať už USB-C nebo Lightning, překvapí svými vlastnostmi

USB kabely IKEA: Ať už USB-C nebo Lightning, překvapí svými vlastnostmi

** IKEA nabízí USB kabely pro napájení telefonů či jiných zařízení ** Nově zařadila i kabel s konektorem Lightning pro zařízení Apple ** Kabely překvapily svým kvalitním zpracováním a nízkou cenou

David Polesný | 70

Boeing 787 překonal při běžném letu s cestujícími rychlost zvuku. Jak je to možné?

Boeing 787 překonal při běžném letu s cestujícími rychlost zvuku. Jak je to možné?

** Let Virgin Atlantic z Los Angeles do Londýna vzbudil rozruch ** Dle webu na sledování leteckého provozu překonal rychlost zvuku ** Skutečnost je ale trochu jiná, neboť všechno je relativní

Karel Kilián | 22

Miliardový večírek končí. Rusko nemůže být z Crew Dragonu nadšené

Miliardový večírek končí. Rusko nemůže být z Crew Dragonu nadšené

** USA platí Rusku stamiliony dolarů za dopravu astronautů na ISS ** Dopravu amerických astronautů mají nyní převzít soukromé lodě ** Rusko je vytlačováno ze hry, mohou ho spasit vesmírní turisté

Petr Kubala | 61

Ve Windows se občas něco rozbije, načež vyskočí deprimující chybový dialog

Ve Windows se občas něco rozbije, načež vyskočí deprimující chybový dialog

** Jistě je zná každý z vás: chybové hlášky Windows ** Informují o chybě, ale často vlastně vůbec nic neřeknou ** Po 30 letech si toho v Redmondu konečně všimli

Jakub Čížek | 120