رهایی از آلودگی صوتی با این اختراع جدید - وبلاگ تام فورد

به گزارش وبلاگ تام فورد، خبرنگاران - سجاد جوهردلوری: اگر تاکنون در جهت سفرتان کنار جاده توقف نموده و قصد استراحت در غوغای عبور اتومبیل ها را داشته اید یا از دست سروصدای مهمانی همسایه خود دندان هایتان را به هم فشرده باشید دقیقا میدانید که ناتوانی در نادیده دریافت صدا های محیط اطراف چقدر عذاب آور است. به تازگی یک پیشرفت جدید اتفاق افتاده است که میتواند آرام و بی صدا کردن اوضاع دور و برتان را کمی آسانتر کند؛ و البته مانع بهره مندی از هوا و نور خورشید نشود.

فرض کنید میخواهید صدا های مزاحم را از اتاق خوابتان دور نگه دارید، از چه چیزی برای این منظور استفاده میکنید؟ اگر دیوار های اتاقتان از مواد سنگین و ضخیم و جاذب صدا ساخته نشده باشند، شاید یک پتوی بلند جلوی محل ورود صدا آویزان کنید. اما اگر قصدتان جلوگیری از ورود صدا به لابی بزرگ یک ساختمان باشد چه میکنید؟ مواد سنگین مناسب غایت شما نخواهند بود چرا که باعث جلوگیری از ورود نور خورشید نیز میشوند. اگر بخواهیم از شنیدن صدای گوش خراش موتور یک هواپیما نیز به همین روش استفاده از مواد سنگین اجتناب کنیم هواپیما زمین گیر میگردد.

راه چاره چیست؟ پاسخ در لوای فراماده خوابیده است. فراماده ماده ایست که در آن از خصوصیاتی مهندسی شده و تصنعی در شکل یا ترکیبشان بهره گیری میگردد به گونه ای که بتوانند جهت امواج نور یا صدا را تغییر دهند. یک ذره بین را در نظر بگیرید، شکل منحنی شیشه آن امواج نور را منحرف نموده و روی یک نقطه متمرکز میکند. پرتو هایی که به لبه برخورد مینمایند بیشترین و پرتو هایی که از مرکز ذره بین عبور مینمایند کمترین میزان شکست را تجربه مینمایند. به وسیله ساخت یک جسم ترکیبی نیز همین کار را میتوان انجام داد به این صورت که به جای ساخت لنز هایی با شکل خاص، جسمی بسازیم که از مواد مختلفی ساخته شده باشد، موادی که هرکدام امواج را به نحوه مورد نظر منحرف مینمایند. موادی که حداقل انحراف را به همراه دارند در مرکز جسم و موادی که حداکثر شکست یک پرتو را به ارمغان می آورند در گوشه های جسم به کار ببریم. بسته به هدف ساخت این فراماده مهندسین میتوانند از گستره مختلفی از مواد و شکل ها برای شکست نور به میزان دلخواه خود استفاده نمایند.

همین موضوع در خصوص امواج صدا نیز صدق میکند. فرامواد آکوستیکی میتوانند از شکل یا ترکیبشان و بسته به هدف مورد نظر در جهت ایجاد مانع برای این امواج یعنی انحراف و یا بازتاب آن ها مورد استفاده قرار گیرند. و، اما برای اینکه مانعی برای عبور نور و هوا ایجاد نگردد شکل ماده باید به دقت انتخاب گردد.

صدا چگونه منتقل میگردد؟ به وسیله به وجود آوردن آشفتگی هایی به صورت امواج موازی در هوا. هدف نیز در اینجا خاموش کردن آن آشفتگی های ریز است. اگر بخواهیم که هوا درون ساختار تولیدی ما ورود کند باید در ذهن داشته باشیم این همان هواییست که صدا به وسیله آن منتقل میگردد در نتیجه کار ساده ای نخواهد بود.

اگر بخواهیم به طور ساده شرح بدهیم باید بگوییم که محققان به منظور ساخت جسم مانع صدا و هواباز مورد نظر خود آغاز به ترکیب دو ماده ای کردند که امواج صدا را کمی متفاوت از هم میشنمایند تا قدرت مانع صدایی ترکیب دو با هم از مجموع قدرت جداگانه هر دو بیشتر گردد؛ پر واضح است که توان مجموع دو موج از مجموع توان های تک تک این موج ها بیشتر است. قدم بعدی مشخص دقیق شکلی بود که برای بدست آوردن بیشترین کاهش صدا احتیاج داشتند. شکل مورد نظر در نهایت به شکل حلقه ای بود که از شش تونل توخالی روی هم که حول طول خود و به صورت مارپیچ چرخیده بودند تشکیل شده بود. این شکل میتواند امواج صدا را به همین شکل پیچشی درون تونل های مانع صدا حبس کند.

به منظور آزمایش این طرح از شش لوله گفته شده به اندازه حلقه چسب نواری پرینت سه بعدی گرفته شد و در انتهای یک لوله پی وی سی قرار داده شد. در سمت دیگر یک بلندگو نهاده شد و شگفتا که 94 درصد از میزان صدا کاهش پیدا کرد.

اگر در اتاق بودید اصلا متوجه صدای بلند بلندگو ها نمیشدید امل تنها کافی بود تا به ورودی لوله نزدیک شوید و لرزش ناشی از صدا را حس کنید. فراماده ای که حول ورودی لوله نهاده شده بود همچون دکمه سایلنت عمل میکرد.

محققان اشاره مینمایند که طرحشان انعطاف پذیر است به این معنی که میتوان آن را در هر اندازه و شکلی تهیه کرد تا فرکانس دلخواه را بلاک کند و همزمان نور و هوا را از خود عبور دهد. این به خودی خود نوید موفقیت های بیشتری را در آینده ای نزدیک و در صنعت کاهش آلودگی صوتی میدهد.

شایان ذکر است بدانید که دو محقق ایرانی و چینی از دانشگاه بوستون به این موفقیت دست پیدا نموده اند، رضا غفاری فرد آفاق و شین ژنگ.

منبع: curiosity