בפעם הבאה שאתה במסעדה, במשרד או בשדה התעופה, הביט למעלה אל התקרה. אתה עשוי לראות לוחות עגולים דמויי ענן, או אריחי קצף מצולעים או לוחות עץ מינימליסטיים או כרזות תלויות שנראות כמו מפרשים, או סתם את המלבנים האפרפריים המצויים בכל מקום של כל קפיטריה בתיכון באמריקה. למרות שהם עשויים להיות אסתטיים (או לא), חומרים אלה נועדו למעשה לספוג צליל ולהפוך את החדר לשקט יותר.
אנו אולי לא שמים לב, אך חלק גדול מהסביבה שלנו בנויה או מתוכננת להפחתת רעש העולם המודרני. וילונות עבים עוזרים ביצירת ההנעה במשרדי עורכי דין מפוארים. דלתות כניסה מעץ כבדות שומרות על חלק מרעש הרחובות מהבתים.
כעת, חוקרים מאוניברסיטת בוסטון יצרו סוג חדש של חומר שיכול לחסום צליל תוך מתן אפשרות לזרימת אוויר. זה מה שמכונה "מטא-חומר" - חומר שעוצב כבעליו תכונות שלא נמצאו בטבע. תבנית הפלסטיק הזעירה הזעירה בתוך המעטפת בצורת הטבעת משדרת גלי קול נכנסים חזרה למקורם, ובכך חוסמת צליל אך לא אוויר.
"השאלה אם אנו יכולים להשתיק גלי קול תוך שמירה על זרימת האוויר היוותה השראה לקהילת המחקר במשך עשרות שנים, " אומר שין ג'אנג, פרופסור במכללה להנדסה באוניברסיטת בוסטון, שהנהיג יחד את הפרויקט וכתב יחד מאמר על החומר. שפורסם לאחרונה בכתב העת Physical Review B.
התרת זרימת אוויר היא המפתח לשימושים פוטנציאליים כלשהם לחומר. אתה לא יכול לשים חומר השתקה מסורתי על מנוע סילון או מזל"ט ועדיין לאפשר לו לעוף. עם זאת, ניתן להשתמש בפוטנציה החדשה המודפסת בתלת-ממד כדי להקטין רעש ממטוסים, מאווררים ומערכות HVAC מבלי להפריע לזרימת האוויר.
העיצוב בצורת הסופגנייה של החומר עשוי להיות "שימושי מאוד", אומרת קתרין מטלאק, פרופסור למדע מכני והנדסי מאוניברסיטת אילינוי באורבנה-שמפיין, שלומדת חומרים אקוסטיים, מכיוון ש"רוב חומרי הנחתה קוליים הם יציבים ומוצקים למנוע זרימת אוויר. "
כדי לבדוק את המטא-חומר במעבדה ניסו חוקרי אוניברסיטת בוסטון להשתיק רמקול. הם אטמו את הרמקול לקצה האחד של צינור PVC והצמידו טבעת של המטאמי לקצה השני. ואז הם פגעו במשחק.
שתיקה.
כשהם מסתכלים בצינור ה- PVC הם יכלו לראות את סאב-הרמקולים של הרמקול פועם. אבל הם לא יכלו לשמוע דבר. החומר, לפי חישוביהם, חסם 94 אחוז מהצליל.
החוקרים אמרו שזה לחץ על לחצן "אילם".
טבעת המטא-חומר (BU. צילום: Cydney Scott). חומר המטא זול גם לייצור ומשקל קל, אומר Reza Ghaffarivardavagh, סטודנט לתואר שלישי בהנדסת מכונות באוניברסיטת בוסטון.
"תכונות אלה פותחות הזדמנויות ליישומים חדשים ומרתקים, " הוא אומר.
החומר עלול להפחית את הרעש של מכונת MRI, ולעתים דמה לפטיש. זה יכול לשמש כמחסום קול מפני תנועה. זה יכול לשמש גם במקום חומרי בידוד רעש מסורתיים כמו אריחים אקוסטיים או וילונות. הצורה החיצונית אינה חייבת להיות טבעת; זה יכול להיות כל דבר משושה לכיכר, כך שלקוחות יכולים להזמין קירות צליל מותאמים ואסתטיים למסעדות או תיאטראות.
עולם שקט לא סתם יהיה מרגיע יותר. זה יכול להיות גם בריא יותר. ישנן הוכחות הולכות וגוברות לכך ש"זיהום רעש סביבתי "משפיע לרעה על גופנו ומוחנו, ומעלה את הסיכון לכל דבר, החל ממחלות לב ועד לקות קוגניטיבית. בשנה שעברה פרסמה ארגון הבריאות העולמי הנחיות התומכות בקובעי מדיניות בהפחתת הרעש הסביבתי ממקורות כמו מכוניות, רכבות וטורבינות רוח. רעש מוגזם רע גם לבעלי חיים שאינם אנושיים. מחקר שוטף בודק כיצד זיהום רעש מפחית את המגוון הביולוגי.
ג'אנג אומר כי המטא-חומר עורר עניין ממספר ארגונים בענפים שונים, כולל ייצור, אנרגיה וייצור אוטומטי.
"אנו עובדים כעת על מנת להתמודד עם הכדאיות של כל יישום ופרויקט פוטנציאליים", היא אומרת. "אני מקווה שנראה יישום מסחרי בצורה כלשהי במהלך השנים הקרובות."
