عکس| ماده جدیدی برای کاهش سر و صدا حتی در موتور جت
محققان آزمایشگاه تحقیقاتی نیروی دریایی ایالات متحده در واشنگتن نشان داده‌اند که واکنش الاستیک و مواد مهندسی شده را می‌توان برای ساخت فرامواد صوتی بسیار کارآمد ترکیب کرد.
به گزارش فیزیکس تودی، اما فرامواد صوتی یا آکوستیک چیست؟ فرامواد آکوستیک مواد پیشرفته‌ای هستند که می‌توانند به شکل مؤثر، انتشار صدا را با استفاده از شکل هندسی خود مسدود کنند. حالا سؤال این است که آیا آنها می‌توانند بدون ایجاد اختلال در جریان هوا این کار را انجام دهند؟
در ماه مارس ۲۰۱۹ محققان دانشگاه "بوستون" شامل "شین ژانگ" استاد کالج مهندسی این دانشگاه و "رضا غفاری ورداوق" دانشجوی دکترا در دپارتمان مهندسی مکانیک دانشگاه "بوستون" مقاله‌ای را ارائه کردند که نشان‌دهنده یک فراماده صوتی بود که می‌توانست به طور مؤثر صداها را قطع کند و در عین حال، جریان هوا را حفظ کند.
"غفاری" در آن زمان گفت: دیوارهایی که امروزه به منظور جلوگیری از انتشار سر و صدا مثلا در کنار اتوبان‌ها تعبیه می‌شوند، به معنای واقعی کلمه دیوارهای ضخیم و سنگینی هستند.
اکنون آنها به این فکر کرده‌اند که باید راه بهتری از نظر توسعه مواد کارآمدتر برای خاموش کردن این سر و صدا وجود داشته باشد و همراه با چند محقق دیگر به مهندسی آن پرداخته‌اند.
این ماده جدید به‌ویژه در شرایطی مفید است که دیوارهای سنگین و ضخیم را نمی‌توان استفاده کرد؛ مانند دریچه اگزوز موتور جت که فضای محدودی دارد و در حال حاضر از آنجایی که هیچ راهی برای کاهش صدای آن نیست، خدمه اطراف آن از گوش‌گیر استفاده می‌کنند تا از شنوایی خود در برابر غرش قوی موتورهای جت محافظت کنند.
اما اکنون راهی به وجود آمده است که جریان هوای موتور جت را در عین مسدود کردن صدا فراهم می‌کند. "ژانگ" و "غفاری" یک فراماده آکوستیک اختراع کرده‌اند که می‌تواند این کار را انجام دهد.
آنها از فناوری چاپ سه‌بعدی برای ساخت یک ساختار باز ساخته شده از پلاستیک استفاده کردند و آن را با یک بلندگو آزمایش کردند. این آزمایش در حالی اتفاق افتاد که بلندگو روشن بود و صدای بلند آن پخش می‌شد، اما صدای بلندگو شنیده نمی‌شد! چرا که این فراماده صوتی به عنوان حذف کننده مؤثر سر و صدای بلندگو عمل می‌کرد.
محققان گزارش دادند که از موفقیت این آزمایش به وجد آمدند. "جیکوب نیوکلاژیک" یکی از محققان این مطالعه گفت: ما ماه‌ها بود که چنین نتایجی را در مدل‌سازی رایانه‌ای خود می‌دیدیم، اما دیدن سطوح صدای مدل‌سازی شده در رایانه یک چیز است و اینکه خودتان تأثیر آن را با چشم ببینید، چیز دیگری است.
تحقیقات بیشتر این تیم نشان داد که این ماده می‌تواند ۹۴ درصد از سر و صدای هر چیزی را مسدود کنند.
این ماده جدید کاربردهای زیادی از صنعت هوایی گرفته تا هواپیماهای بدون سرنشین و ساخت و ساز دارد.
این مطالعه در مجله Physical Review B منتشر شده است.
