Lain kali Anda berada di restoran atau kantor atau bandara, lihat ke langit-langit. Anda mungkin melihat panel melingkar seperti awan, atau ubin busa berusuk atau bilah kayu minimalis atau spanduk gantung yang terlihat seperti layar, atau hanya persegi panjang keabu-abuan di mana-mana dari setiap kafetaria sekolah menengah di Amerika. Meskipun mereka mungkin estetis (atau tidak), bahan-bahan ini sebenarnya dirancang untuk menyerap suara dan membuat ruangan lebih tenang.
Kita mungkin tidak memperhatikan, tetapi banyak dari lingkungan kita sebenarnya dibangun atau dirancang untuk mengurangi kebisingan dunia modern. Tirai tebal membantu menciptakan keheningan di kantor-kantor hukum mewah. Pintu depan kayu yang tebal menjaga beberapa kebisingan jalan dari rumah.
Sekarang, para peneliti dari Universitas Boston telah menciptakan jenis materi baru yang dapat menghalangi suara sambil memungkinkan aliran udara. Itu yang dikenal sebagai "metamaterial" —bahan yang telah direkayasa untuk memiliki sifat yang tidak ditemukan di alam. Pola heliks kecil dari plastik di dalam cangkang berbentuk cincin mengirimkan gelombang suara yang masuk kembali ke asalnya, sehingga menghalangi suara tetapi bukan udara.
“Pertanyaan apakah kita dapat membungkam gelombang suara sambil mempertahankan aliran udara telah menginspirasi komunitas riset selama beberapa dekade, ” kata Xin Zhang, seorang profesor di Fakultas Teknik Universitas Boston, yang memimpin proyek dan ikut menulis makalah tentang materi tersebut. yang baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal Physical Review B.
Mengizinkan aliran udara adalah kunci kegunaan potensial untuk material tersebut. Anda tidak dapat menempatkan bahan pembungkam tradisional pada mesin jet atau drone dan masih memungkinkannya untuk terbang. Tetapi metamaterial baru yang dicetak 3D berpotensi digunakan untuk mengurangi kebisingan dari pesawat, kipas dan sistem HVAC tanpa mengganggu aliran udara.
Desain bahan berbentuk donat berpotensi "sangat berguna, " kata Kathryn Matlack, seorang profesor ilmu mekanik dan teknik di University of Illinois di Urbana-Champaign, yang mempelajari metamaterial akustik, karena "sebagian besar bahan pelemahan suara solid dan padat." mencegah aliran udara. "
Untuk menguji metamaterial di lab, para peneliti Universitas Boston berusaha membungkam pengeras suara. Mereka menyegel loudspeaker di salah satu ujung pipa PVC dan menempelkan cincin metamaterial ke ujung yang lain. Kemudian mereka menekan tombol play.
Diam.
Melihat ke dalam pipa PVC, mereka bisa melihat subwoofer pengeras suara berdenyut. Tetapi mereka tidak dapat mendengar apa-apa. Bahannya, dengan perhitungan mereka, memblokir 94 persen suara.
Itu seperti menekan tombol "bisu", kata para peneliti.
Cincin metamaterial (BU. Foto oleh Cydney Scott). Metamaterialnya juga murah untuk dibuat dan ringan, kata Reza Ghaffarivardavagh, seorang mahasiswa PhD bidang teknik mesin di Boston University.
"Fitur-fitur ini membuka peluang untuk aplikasi baru dan menarik, " katanya.
Bahan itu bisa mengurangi kebisingan mesin MRI, kadang-kadang disamakan dengan jackhammer. Ini bisa digunakan sebagai penghalang suara terhadap lalu lintas. Itu juga bisa digunakan di tempat bahan kedap suara tradisional seperti ubin akustik atau tirai. Bentuk luar tidak harus berupa cincin; dapat berupa apa saja dari segi enam hingga bujur sangkar, sehingga klien dapat berpotensi memesan dinding suara khusus yang indah untuk restoran atau teater.
Dunia yang lebih tenang tidak hanya lebih santai. Bisa juga lebih sehat. Ada bukti yang berkembang bahwa "polusi suara lingkungan" memiliki efek negatif pada tubuh dan pikiran kita, meningkatkan risiko segalanya, mulai dari penyakit jantung hingga gangguan kognitif. Tahun lalu, Organisasi Kesehatan Dunia merilis pedoman untuk mendukung pembuat kebijakan dalam mengurangi kebisingan lingkungan dari sumber-sumber seperti mobil, kereta api dan turbin angin. Kebisingan yang berlebihan juga buruk untuk hewan non-manusia. Penelitian yang sedang berlangsung sedang menyelidiki bagaimana polusi suara mengurangi keanekaragaman hayati.
Zhang mengatakan metamaterial tersebut telah membangkitkan minat dari sejumlah organisasi di berbagai industri, termasuk manufaktur, energi, dan pembuatan mobil.
“Kami sekarang berupaya mengatasi kelayakan setiap aplikasi dan proyek potensial, ” katanya. "Saya berharap bahwa kita akan melihat aplikasi komersial dalam beberapa bentuk dalam beberapa tahun mendatang."
