Sciencemag.cz
Doporučujeme
Metamateriály obvykle kouzlí se světlem či jinou částí spektra, dokážou ale nechat předmět ochránit i před vlnami zvuku.
Již asi před 3 lety na North Carolina State University přišli s metamateriálem z papíru a hliníku, který dokáže soustředit zvukové vlny do jediné oblasti, tedy zvuk zesiluje a umožňuje řídit i jeho další šíření. Hlavním využitím měly být mikrofony a zobrazovací nástroje v medicíně.
Nynější projekt se naopak snaží učinit určitý prostor pro zvuk neviditelným, čímž se blíží nejpopulárnější aplikaci metamateriálů – neviditelnosti optické. Xin Zhang a Reza Ghaffarivardavagh z Boston University se soustředili na situaci, kdy je třeba současně se zvukovou izolací zachovat proudění vzduchu; to může znamenat jak obytné prostory, tak třeba startující letadla (ventily tryskových motorů musí být otevřené). Lze si představit i nějakou kuklu na hlavu pro člověka pracujícího v hlučném prostředí, která by byla pohodlnější než sluchátka na uši. Nebo odhlučňování dronů, kdy by struktura odrážela zvuk směřující k zemi. Nebo by se takto dalo eliminovat hučení klimatizace.
Metamateriál je v tomto případě zkonstruován tak, aby zvukové vlny odrážel směrem zpět k jejich zdroji – na rozdíl od optické neviditelnosti, kdy necháme předmět obalený v materiálu se záporným indexem lomu paprsky „obtékat“. Nejde tedy o maskovací techniku. Konkrétní geometrická struktura byla v tomto případě vytištěna z plastu na 3D tiskárně, výroba je velmi jednoduchá.
Demonstrační video ukazuje situaci, kdy zvuk není utlumen zcela, ale zato struktura je velmi hrubá, asi na způsob sítka, které zachycuje mechanické nečistoty v odtoku vody.
Reza Ghaffarivardavagh et al, Ultra-open acoustic metamaterial silencer based on Fano-like interference, Physical Review B (2019). DOI: 10.1103/PhysRevB.99.024302
Zdroj: Phys.org a další
