حلقه‌های پلاستیکی که در تصویر میبینید صدا را خفه میکنند! چگونه؟ در متن خبر ببینید...
در واقع این حلقه‌ها صدا را به سمت منبع صدا برمیگردانند! در این حلقه‌های ساده، کوله‌باری از دانش ریاضی و مهندسی مکانیک نهفته است!
آکوستیک نیاز تازه‌ای نیست و تجهیزات صداگیر نیز چیز تازه‌ای نیستند. در زندگی امروزی به ویژه در شهرهای بزرگ، در همه‌جا با آلودگی صوتی روبرو هستیم.
صدای خیابان، صدای تجهیزات صنعتی، صدای هواپیما و قطار، صدای سالن‌های موسیقی و نمایش و بسیاری صداهای دیگر!
هدست نویز گیر، هدست ضد صدا، صدا خفه‌کن و دیوار و سقف‌های آکوستیک بخشی از راهکارهایی است که تا کنون بکار گرفته شده‌اند.
در همه‌ی روش‌های جلوگیری از صدا، سد یا دیواری در مسیر صدا قرار داده شده است که صدا را جذب و یا منعکس کند. با اینکه این روش‌ها در بیشتر موارد نیاز ما را برآورده کرده‌اند ولی همیشه دیوار چاره‌ی کار نیست!
اگر برای پیشگیری از صدای خیابان میتوانیم به دیوارهای ضد صدا و پنجره‌های چند جداره روی آوریم، برای راههای تهویه هوا چه خواهیم کرد؟
آیا میشود هم جلوی صدا را گرفت و هم راه گذر هوا را باز گذاشت؟
این پرسشی بود که
دانش‌آموخته "دانشگاه صنعتی شریف" و دانشجوی کنونی دکترا در
دانشگاه بوستون آمریکا،
Reza Ghaffarivardavagh "رضا غفاری وردوق" و پرفسور مهندسی مکانیک دانشگاه بوستون،
Xin Zhang را بر آن داشت که پاسخی برایش پیدا کنند.
این پژوهشگران با محاسبه‌های ریاضی و مدلسازی رایانه‌ای "فراماده‌ای حلقوی" را طراحی کردند که میتواند صدا را بازگشت دهد!
سپس با بهره‌گیری از
چاپ سه‌بعدی، این حلقه را که در تصویر میبینید با مواد پلاستیکی تولید کردند.
فراماده‌ها موادی هستند که با اینکه از مواد معمولی ساخته میشوند ولی به دلیل چیدمان حساب شده‌ی ذرات، خواصی متفاوت از مواد تشکیل دهنده‌ی خود دارند. در ساخت این مواد هیچگونه واکنش و یا ترکیب شیمیایی‌ای صورت نمیگیرد.
فناوری چاپ سه‌بعدی ساخت اینگونه مواد را فراهم کرده است.
نمونه‌ی تولید شده‌ی این حلقه در آزمایشگاه توانسته است ۹۴ درصد صدا را بازگشت دهد! این یعنی اینکه در پشت حلقه تنها ۴ درصد صدا شنیده میشود!
برای آزمایش این حلقه، پژوهشگران یک منبع صدا را در محفظه‌ی آکوستیکی که تنها یک سمت آن سوراخ است قرار دادند.
سپس یک لوله‌ی پی وی سی در سوراخ محفظه جاسازی کردند و در انتهای لوله، "حلقه‌ی صداگیری" که ساخته‌اند را جانمایی کردند.
اکنون صدایی که در آزمایشگاه شنیده میشد را با "میکروفون دقیق" اندازه‌گیری کردند. که نتیجه را در تصویر زیر میبینید:
سپس با برداشتن حلقه، صدا را دوباره اندازه‌گیری کردند که نتیجه‌ی زیر بدست آمد.
تفاوت دو وضعیت ۹۴ درصد است! (مقیاس در دو نمودار یکی نیست، به عددها توجه نمایید)
به گفته‌ی پژوهشگران، این فراماده کاربردهای گسترده‌ای خواهد داشت، برای نمونه اگر در زیر پره‌های کوادکوپترها نصب شود، در هنگام پرواز، در سطح زمین آلودگی صوتی نخواهند داشت. و یا اینکه در کانالهای تهویه کاربرد دارد تا بدون جلوگیری از گذر هوا بتوانند جلوی صدا را بگیرند.
این فرآماده‌ی حلقوی را میتوان در اندازه‌های گوناگون تولید کرد و تنها یک سمت آن باید حلقوی باشد. و سمت دیگر آن را میتوان به شکل‌های گوناگون تولید کرد. پس میتوان با کنار هم گذاشتن این فراماده "دیوارهای سبکِ ضد صدا" نیز تولید کرد! دیوارهایی که در صورت نیاز میتوانند تنها جلوی صدا را بگیرند و مانع گذر نور و هوا نشوند!
نظر شما درباره‌ی این نوآوری چیست؟ این فراماده چه کاربردهای دیگری خواهد داشت؟