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像头发丝一样薄!这种丝绸织物竟能隔绝噪音
来源:半岛综合平台app下载    发布时间:2024-12-17 16:55:08

  我们生活在一个非常嘈杂的世界,噪音无处不在。为了消除噪音,美国麻省理工学院和其他科研单位做一项跨学科合作,开发了一种可拿来创造安静空间的隔音丝绸织物。近日,这项研究发表在《先进材料》杂志上。

  这种织物薄如头发丝,含有一种特殊的纤维,当施加电压时,这种纤维就会振动。研究人员利用这些振动以两种不同的方式抑制声音。

  其中一种是,振动的织物产生声波,干扰不需要的噪音并将其消除,类似于降噪耳机,它在耳朵这样的小空间里效果很好,但在房间或飞机等大空间里就不起作用了。

  而另一种更令人惊讶的技术是,将织物保持不动以抑制振动,而振动是声音传播的关键。这样做才能够防止噪音通过织物传播,并降低音量。第二种办法能够在房间或汽车等更大的空间中实现降噪。

  论文通讯作者、麻省理工学院材料科学与工程系教授Yoel Fink说:“制造噪音比创造安静的环境容易得多。这项工作之所以了不起就在于用一层薄薄的织物创造安静的空间,这是一种新的机制。”

  在这项研究中,他们将一股压电纤维缝合到织物中。压电材料在受到挤压或弯曲时会产生电信号。当附近的噪音引起织物振动时,压电纤维将这些振动转化为电信号,从而捕捉声音。

  为了能够直接抑制声音,研究人员使用丝绸织物扬声器发射声波,破坏性地干扰不需要的声波。它们控制压电纤维的振动,使织物发出的声波与撞击织物的不需要的声波相反,从而抵消噪音。

  “如果我们能控制这些振动并阻止它们发生,我们就能阻止噪音的产生。”论文第一作者、麻省理工学院博士Grace Yang说。

  实验还表明,织物的机械性能和孔隙的大小都会影响声音产生的效率。虽然蚕丝和平纹细布具有相似的机械性能,但蚕丝较小的孔径使其成为更好的织物扬声器。

  当他们在直接抑制模式下测试丝绸织物时,研究人员发现,它可以明显降低高达65分贝的声音。在振动介导的抑制模式下,织物能够大大减少高达75%的声音传播。

  接下来,研究人员希望探索怎么样去使用这种织物来阻挡多个频率的声音。此外,他们还想进一步研究织物的结构,看看如何改变压电纤维的数量、缝纫的方向或施加的电压能大大的提升性能。

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