Команда ученых под руководством профессора Синь Чжана давно занимается изучением акустических метаматериалов. В 2019 году они создали «звуковой экран», подавляющий определенные частоты, но пропускающий воздух. Теперь же они вышли за рамки узкополосного формата. Их новая разработка — сверхоткрытый метаматериал с фазовым градиентом (PGUOM).

«PGUOM использует более интеллектуальный подход — больше похожий на шумоподавляющие наушники — эффективно блокирует широкий диапазон нежелательных звуков, — сказал Чжан. — Он сохраняет высокую эффективность даже при изменении высоты или громкости звука».

Такая гибкость делает устройство особенно пригодным для работы с шумом в городской среде или на производстве, который часто охватывает несколько частот и быстро меняется. Хотя новая конструкция несколько снижает пиковую производительность, что часто случается при переходе от подавления узкополосных помех к подавлению широкополосных, она открывает гораздо более широкие возможности применения, пишет IE.

Работает PGUOM так: структура с градиентом фазы преобразует входящий звук в ложные поверхностные волны, акустические эквиваленты электромагнитных поверхностных плазмонов, которые затем рассеиваются вдоль поверхности материала. Каждый элемент материала состоит из ячеек, содержащих три ячейки меньшего размера. Первая и третья ячейки имеют сплошные барьеры для создания определенных фазовых сдвигов звуковых волн. Центральная ячейка остается открытой, пропуская воздушный поток через структуру.

«Наша конструкция не универсальна, и в этом ее преимущество. Она настраивается как по частотному диапазону, так и по уровню воздушного потока в зависимости от области применения».

В отличие от предыдущих систем, которые основывались на фиксированной конструкции и однородных элементах, в новой структуре центральная ячейка увеличена. Это улучшение усиливает воздушный поток без ущерба для снижения шума, обеспечивая материалу большую адаптивность к различным системам.

Изобретатели видят большой потенциал интеграции своей разработки в коммерческие и промышленные продукты: вентиляционные системы и прочие промышленные и общественные инфраструктуры.

Исследователи из Германии недавно продемонстрировали возможность хранения целых битовых последовательностей в цилиндрических магнитных доменах. Эти домены представляют собой крошечные цилиндрические области размером всего около 100 нанометров в тонком магнитном поле.