Разное

Инженеры создали управляемый магнитным полем акустический метаматериал

Теги: #Исследование#акустика
22cc8ffa8670799557559f8890dfd5fc

Американские инженеры из USC Viterbi создали звукопоглощающий метаматериал, который можно включать и выключать посредством электромагнитного воздействия. В состав материала входят магнитные наночастицы, под воздействием электромагнитного поля меняющие геометрию его структуры, что позволяет активировать или блокировать его звукопоглощающие свойства вместе с изменением знака модуля упругости материала.

Материал отпечатан на 3D-принтере и поглощает не только звуки, но и механические вибрации. С помощью метаматериалов можно менять частоту волн, их направление, блокировать их распространение или, наоборот, пропускать их туда, куда ранее они проникнуть не могли.

Однако до сих пор свойства метаматериалов после проектирования и распечатки оставались неизменными. Команда инженеров под руководством Цимина Вана (Qiming Wang) решила добавить в упругий полимер магнитные наночастицы железа, которые под воздействием магнитного поля становятся источником внешней нагрузки и деформируют изначальную структуру, меняя ее свойства. Деформация при этом полностью обратимая: вернуть материалу звукопоглощающие свойства можно отключением магнитного поля.

Для проверки технологии разработчики выбрали метаматериал, блокирующий прохождение звуковых волн. Его структура представляет собой решетку из полых полимерных трубочек, соединенных в небольшую периодическую решетку. Именно за счет правильно подобранной геометрии полостей этот материал не пропускает через себя звуковые волны. Благодаря этой геометрии для решетки становится характерен отрицательный модуль упругости: в ответ на внешнюю нагрузку материал не сжимается, а наоборот, растягивается. Добиться такого поведения можно только в определенном диапазоне механических напряжений, но, выйдя за пределы этого диапазона, материал можно привести в состояние с положительным модулем упругости (что и достигается с помощью магнитного поля, в котором материал сжимается).

Данный функционал, как отмечают инженеры, будет полезен в работе различных акустических устройств, а в дальнейшем пригодится для фокусировки и преломления звуковых волн. В будущем команда, разработавшая метаматериал, планирует исследовать отрицательную рефракцию, при которой волна после взаимодействия с материалом отражается под неестественным углом, а также создать более крупные и мелкие тестовые образцы, которые позволят им работать с более широким спектром частот.

Комментарии

#

Бред.

- 43.98 дБ +
#

Кому бред, а кому научно-технический прогресс - сегодня, конечно, сложно объективно рассуждать о практическом применении данной разработки, да и для начала хорошо бы достаточно глубоко проникнуть в понимание процесса, но, так или иначе, любая разработка, любое достижение рано или поздно дадут возможность прийти к чему-то ещё.

Однако позволю себе немного пофантазировать: AV-ресивер (или то, во что он перерастёт) снимает АЧХ помещения, а также его проблемные зоны (в сочетании с АС, естественно), то есть близко к тому, что мы наблюдаем сегодня, вот только в дальнейшем для коррекции готового звука вносит изменения не в сигнал на уровне DSP-обработки, а управляет свойствами подобных "умных" звукопоглощающих панелей, то есть решает все (или хотя бы основные) проблемы превентивно, что, безусловно, позитивно скажется и на классическом стерео, где всякие DSP лучше не использовать вовсе.

Правда, более реальными мне видятся отдельные подобные комплексы рум-коррекции (даже не знаю, назвать их пассивными или активными - наверное, всё же активно-пассивными или пассивно-активными), поскольку оценить полезность этого смогут, в первую очередь, именно любители качественного звука.

- 50 дБ +
Чтобы оставить комментарий, войдите, пожалуйста.