Команда инженеров-механиков из Бостонского университета разработала способ заглушать звук с помощью открытого кольца с точными математическими свойствами. Особенность конструкции в том, что она позволяет блокировать звуковые волны, не мешая прохождению воздушного потока.

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.

Источник