Tránh tiếng ồn khó chịu bằng lớp cách âm

Các nhà khoa học tại Tây Ban Nha đã chứng minh rằng siêu vật liệu - vật liệu có cấu trúc nhân tạo khác thường - có thể được thiết kế để chế tạo một lớp chắn âm thanh khiến sóng âm thanh không đi qua được vật thể hay nói cách khác là làm đổi hướng sóng âm thanh quanh vật thể.

Nghiên cứu này dựa trên một nghiên cứu lý thuyết khác gần đây tìm kiếm cách chế tạo vật liệu có thể giấu vật thể trong âm thanh, tầm nhìn và tia X. Daniel Torrent và José Sánchez-Dehesa thuộc nhóm Wave Phenomena, Khoa kỹ thuật điện tại đại học Valencia, dẫn chứng nghiên cứu lý thuyết công bố đầu năm ngoái trên NJP do các nhà nghiên cứu từ đại học Duke - Bắc Carolina, Hoa Kì tiến hành với vai trò là điểm khởi đầu cho phương pháp mang tính thực tiễn cao hơn của họ.

Để hiểu rõ dạng vật chất của lớp cách âm, nhóm nghiên cứu Tây Ban Nha tính toán làm thế nào siêu vật liệu cấu tạo từ tinh thể âm thanh, dạng trụ đặc theo một dãy tuần hoàn có thể làm vỡ sóng âm thanh, có khả năng được sử dụng trong cấu trúc nhiều lớp để làm đổi hướng âm thanh hoàn toàn quanh một vật thể.

Lớp cách âm. (Ảnh: Học viện vật lý)

Các nhà nghiên cứu thực hiện nhiều mô phỏng để kiểm tra lý thuyết của họ. Họ kiểm tra số lượng lớp phù hợp để hoàn toàn làm đổi hướng âm thanh và độ mỏng của vật liệu có thể đạt được nhằm duy trì tính năng cùng với sự dễ dàng khi thực hiện.

Kết quả thu được rất đáng khích lệ, lớp cách âm tối ưu đòi hỏi 200 lớp siêu vật liệu thế nhưng vẫn có khả năng sử dụng các loại vật liệu mỏng hơn nhiều so với công nghệ ngày nay. Vậy nên, nói một cách đơn giản, chúng ta hãy chờ xem diễn biến.

José Sánchez-Dehesa, một trong những nhà nghiên cứu chính, viết: “Chúng tôi hy vọng đề xuất này sẽ thúc đẩy nghiên cứu thí nghiệm trong tương lai chứng minh khả năng hoạt động của vật liệu”.

Một trong những ứng dụng đầu tiên của loại vật liệu này có lẽ là tàu chiến, giúp chúng tránh rađa xôna có thể phát hiện âm thanh mà tàu phát ra. Nhưng nếu vật liệu phát triển nhanh chóng trên diện rộng, nó có thể được ứng dụng trong rạp hát để hướng tiếng ồn khỏi các điểm có vấn đề hoặc thậm chí có thể sử dụng như phương thức đối phó với những người hàng xóm ồn ào.

Tham khảo: Lớp ngoài cách âm hai chiều: một phương pháp thực tiễn. 13 tháng 6, 2008 Tạp chí Physics (NJP)