A Massachusettsi Műszaki Egyetem (MIT) kutatói olyan vékony speciális selyemszövetet fejlesztettek ki, amely alig vastagabb az emberi hajszálnál, mégis képes arra, hogy a nagy terekben csökkentse a zajátvitelt. Hangszigetelése a speciális piezoelektromos szálainak köszönhető, amelyek „ellenrezgéssel” blokkolják az akusztikus rezgéseket. Ha például drapériát készítenek belőle, akkor nem jön át a zaj a szomszédos helyiségből.

Régóta közismert, hogy ha két hullám azonos fázisban találkozik, akkor erősítik, ha viszont ellenkezőben, akkor kioltják egymást. Mindez a hanghullámokra is igaz. Van is olyan zajcsökkentő eljárás, amelyik rögzíti a környezeti hangokat, majd egy adott késleltetéssel játssza le azokat, így a hanghullámok tulajdonképpen negálják egymást.

A MIT kutatói az Advanced Materials folyóiratban részletezték a felfedezésüket. Az általuk kifejlesztett speciális hangszigetelő szövet kettős célt szolgálhat. A szövet olyan hanghullámokat generálhat, amelyek ellensúlyozzák a nem kívánt zajt, hatékonyan kioltva ezeket a frekvenciákat. Ez a technika tükrözi a zajszűrő fejhallgatók alapelvét, amelyek mikrofonokat használnak a külső hangok észlelésére, majd ellentétes hanghullámokat állítanak elő a háttérzaj kioltására.

Egy másik alkalmazásnál az anyagot úgy manipulálják, hogy mozdulatlan maradjon. Mivel a hang egy akusztikus rezgés a levegőben, ez a technika megakadályozhatja a zaj átterjedését a szövet mögötti burkolatokban. Ez a módszer lényegében tükrözi a hangot, elnyomja a hangot nagy terekben, például szobában vagy síkban, míg az előbb említett eljárás inkább a kisebb helyeken működik.

Balra: A piezoelektromos szál emissziója által keltett hanghullámok közvetlenül zavarják a szöveten keresztül továbbított hanghullámokat, ami a hang kioltását okozhatja a tér bizonyos pontjain. Jobbra: A piezoelektromos szál olyan mechanikai rezgéseket indukál, amelyek úgy interferálnak a szövet felületén a beérkező hanghullámok által keltett rezgésekkel, hogy megakadályozzák a hangátvitelt

Advanced Materials

A kutatók a továbbiakban a szövet változó elemeit, így például a piezoelektromos szálak számát vagy az anyag pórusainak méretét vizsgálnák, hogy javítsanak a zajelnyelő hatáson. Az elektromos bemenetekkel is kísérleteznénk, és a rendszert is szeretnék hangolni, hátha ki tudják zárni a több forrásból származó bonyolultabb hangokat.

A mostani innováció annyiban is érdekes, hogy egy korábbi megoldás ellentétje. Akkor az MIT kutatói piezoelektromos szálakat használtak a szövetek mikrofonná alakításához. Bár most is elektromos jeleket küldtek a piezoelektromos szálakra, hogy azok hanghullámokat kibocsátó rezgéseket keltsenek (és a szövet hangszóróvá váljon), azonban a hullámokat most úgy tervezték, hogy hatékonyan elnémítsák a környezeti zajokat. „Bár szövetet is használhatunk hang létrehozására, a környezetünkben már most is rengeteg zaj van. Úgy gondoltuk, hogy a csend megteremtése most még értékesebb lehet” – mondta a tanulmány vezető szerzője, Grace H. Yang.

Ez a technológiai megoldás túlmutat a puszta kényelmen. Ahogy a városi környezet egyre zajosabbá válik, a csendes terek minimális szerkezeti módosításokkal történő létrehozásának lehetősége javíthatja a mentális egészséget és növelheti a termelékenységet. Ráadásul vannak olyan becslések, amelyek szerint a krónikus zajhatás évente 48 ezer új szívbetegség-esethez járul hozzá Európában, és 6,5 millió ember alvását zavarja meg.

Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának Facebook-oldalát.