鉅大LARGE | 點擊量:1035次 | 2019年03月16日
數(shù)學上堪稱完美的3D打印材料,能吸收所有的噪音
在當今社會,沉默不僅僅是黃金。它比起黃金要更珍貴和罕見。想想鉆石,或是钚,據(jù)報道,它們每克售價在4000美元左右。
但事實上,我們的生活方式——人類、嘈雜的汽車、火車以及如地獄般的藍牙揚聲器——安靜可能馬上就會變?yōu)榈厍蛏献钫滟F的東西了。
但麻煩在于,我們獲得片刻安靜的手段并沒有跟上時代的發(fā)展。當樓上的伙計唱著搖滾動次打次的時候,我們還是只能用泡沫耳塞堵住耳朵。或者是希望我們與鄰居之間隔著的那堵墻可以拯救我們。
數(shù)學家RezaGhaffarivardavagh在近期的一份新聞稿中指出:“現(xiàn)如今的隔音屏障就僅僅是那些厚重的承重墻?!?br/>
但Ghaffarivardavagh和他在波士頓大學的同事可能終于提出了一項21世紀最機智的發(fā)明:一種能夠吞下聲音的材料。
研究人員將其稱為“聲學超材料(acousticmetamaterial)”,并在本月《物理評論》雜志上發(fā)表的論文中分享了他們的研究,他們將噪音視作一個數(shù)學問題,并利用數(shù)學結構將其消除。
當然,這可能比你放在床邊的那套耳塞要大一些,并不是那種你可以舒服地塞進耳朵里的東西。
但這只是為了達成研究目標的一個原型——基本上就是一內襯著研究人員所說的“聲學超材料”的長PVC管。
而這就是真正的奇跡:一個數(shù)學上完美的3D打印材料,可以插入任何地方,并能設計用于消除特定的聲音。
為了實現(xiàn)他們的實驗,波士頓大學的研究人員設計出了消除擴音器中發(fā)出的轟鳴的材料。他們的計算結果是,一個塑料管能夠吞下一個擴音器的聲音,即在管子的另一端,除了空氣的聲音,你什么都聽不到。
這個由紙和鋁支撐的材料,完全使揚聲器閉嘴了,再也聽不到它的轟鳴聲。
而當研究人員將這個材料從管子中取下時,轟鳴聲瞬間就回來了。
“我們第一個將這個材料放置和去除的那一刻……感受簡直天差地別”,合著者JacobNikolajczyk說道,“這幾個月來,我們一直在計算機中建模來觀察實驗的結果——但在計算機上看到聲音壓力的水平變化是一回事,實際上聽到這些聲音就又是另一回事兒了?!?br/>
想想你正在用這個管子玩一個反電話游戲。一個人在管子的一頭講話,而你只能聽到他呼吸的聲音。
現(xiàn)在,我們終于在這個喧鬧的世界里找到了一隅寧靜之地。研究人員已經為他們的成果想好了一系列現(xiàn)實世界中的用途。比如,當亞馬遜以后不得不用無人機一家一家送貨上門的時候。
但只要這些無人機配置了這些聲學超材料,它們就再也不會吵到我們了。當然,我們還可以把它用在一個我們無法忍受的地方:吸塵器。
研究人員補充道:“我們的結構超級輕巧、公開以及設計精美。每一塊都可以作為瓷磚或者是磚頭來擴大生產規(guī)模,這樣我們就可以建造一個隔音且透氣的墻?!?br/>
只要把這些材料加到公寓那薄薄的墻上,那么我們就能得到寶貴的安靜。
那么最好的部分是什么呢?這個材料不僅能去除空氣中的聲音,還能將它反彈回去。
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