Kali depan anda berada di restoran atau pejabat atau lapangan terbang, tengok di siling. Anda mungkin melihat panel bulat seperti awan, atau ubat buih berbuih atau slaid kayu minimalis atau sepanduk yang kelihatan seperti layar, atau hanya segi empat tepat berwarna abu-abu setiap kafeteria sekolah tinggi di Amerika. Walaupun mereka mungkin estetika menyenangkan (atau tidak), bahan-bahan ini sebenarnya direka untuk menyerap bunyi dan menjadikan bilik lebih tenang.
Kita mungkin tidak perasan, tetapi kebanyakan persekitaran kita sebenarnya dibina atau direka untuk mengurangkan bunyi dunia moden. Tirai tebal membantu mewujudkan pejabat undang-undang mewah. Pintu depan kayu yang berat menyimpan beberapa bunyi jalan dari rumah.
Kini, para penyelidik dari Boston University telah mencipta bahan baru yang boleh menghalang bunyi sambil membenarkan aliran udara. Itulah yang dikenali sebagai "metamaterial" - satu bahan yang telah direkayasa untuk memiliki sifat yang tidak terdapat dalam alam semula jadi. Corak helical kecil plastik di dalam cincin berbentuk cincin menghantar bunyi gelombang masuk kembali ke asal mereka, dengan itu menyekat bunyi tetapi tidak udara.
"Persoalan sama ada kita boleh membisu gelombang bunyi sambil mengekalkan aliran udara telah memberi inspirasi kepada komuniti penyelidikan selama beberapa dekad, " kata Xin Zhang, seorang profesor di Kolej Kejuruteraan Universiti Boston, yang bersama-sama mengetuai projek itu dan bersama menulis karya mengenai bahan yang baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal Physical Review B.
Membenarkan aliran udara adalah kunci kepada beberapa kegunaan yang berpotensi untuk bahan tersebut. Anda tidak boleh meletakkan bahan pembungkus tradisional pada enjin jet atau drone dan masih membenarkannya terbang. Tetapi metamaterial bahan bercetak 3D yang baru itu berpotensi digunakan untuk mengurangkan bunyi bising dari pesawat, peminat dan sistem HVAC tanpa mengganggu aliran udara.
Reka bentuk berbentuk donat dari bahan itu berpotensi "sangat berguna, " kata Kathryn Matlack, seorang profesor sains dan kejuruteraan mekanikal di University of Illinois di Urbana-Champaign, yang mengkaji bahan-bahan akustik akustik, kerana " mengelakkan aliran udara. "
Untuk menguji bahan metamaterial di makmal, penyelidik Universiti Boston cuba untuk membungkam sebuah pembesar suara. Mereka memeterai pembesar suara itu ke satu hujung paip PVC dan melekatkan cincin bahan mete kepada yang lain. Kemudian mereka memukul main.
Senyap.
Melihat ke dalam paip PVC, mereka dapat melihat subwoofer pembesar suara berdenyut-denyut. Tetapi mereka tidak dapat mendengar sesuatu. Bahannya, menurut pengiraan mereka, menyekat 94 peratus suara.
Ia seperti menolak butang "bisu", kata para penyelidik.
Cincin metamaterial (Gambar BU oleh Cydney Scott). Bahan metamaterialnya juga murah dan ringan, kata Reza Ghaffarivardavagh, seorang pelajar PhD dalam kejuruteraan mekanikal di Boston University.
"Ciri-ciri ini membuka peluang untuk aplikasi baru dan menarik, " katanya.
Bahan ini boleh mengurangkan bunyi mesin MRI, kadang-kadang disamakan dengan jackhammer. Ia boleh digunakan sebagai penghalang bunyi terhadap lalu lintas. Ia juga boleh digunakan sebagai bahan bakar tradisional seperti jubin akustik atau langsir. Bentuk luar tidak perlu menjadi cincin; ia boleh menjadi apa-apa dari segi enam hingga segi empat sama, jadi pelanggan berpotensi dapat menempah dinding bunyi adat yang menyenangkan untuk restoran atau teater.
Dunia yang lebih tenang bukan hanya akan menjadi lebih santai. Ia juga boleh menjadi lebih sihat. Terdapat bukti yang semakin meningkat bahawa "pencemaran bunyi alam sekitar" mempunyai kesan negatif ke atas badan dan minda kita, meningkatkan risiko segala-galanya dari penyakit jantung hingga kecacatan kognitif. Tahun lepas, Pertubuhan Kesihatan Sedunia mengeluarkan garis panduan untuk menyokong pembuat dasar dalam mengurangkan bunyi alam sekitar dari sumber seperti kereta, kereta api dan turbin angin. Bunyi yang berlebihan juga tidak baik untuk haiwan bukan manusia. Penyelidikan berterusan menyiasat bagaimana pencemaran bunyi mengurangkan biodiversiti.
Zhang mengatakan bahawa metamaterial telah menghasilkan minat dari beberapa organisasi di seluruh industri yang berbeza, termasuk pembuatan, tenaga dan pembuatan auto.
"Kami kini berusaha menangani kebergantungan setiap permohonan dan projek yang berpotensi, " katanya. "Saya berharap kami akan melihat permohonan komersil dalam beberapa bentuk dalam beberapa tahun akan datang."
