O invenție inspirată de bufnițe ar putea fi soluția pentru poluarea fonică

Lumea modernă este asurzitor de zgomotoasă, de la vuietul traficului la huruitul utilajelor. Dar un aerogel inspirat de bufnițe își propune să facă liniște.

Natura are propriul ei expert în liniște absolută: bufnița. Bufnițele zboară aproape fără zgomot datorită unei combinații unice de pene specializate și piele moale, care atenuează în mod natural sunetele. Aceste adaptări le permit bufnițelor să absoarbă atât frecvențele înalte, cât și pe cele joase ale zgomotului produs de zbor, făcând din aceste păsări adevărați maeștri ai antifonării naturale.

• ESA intensifică cercetarea Pământului pe măsură ce viitorul agențiilor americane devine tot mai incert
• Un expert spune că modelele lingvistice mari nu vor fi niciodată cu adevărat inteligente

Inspirându-se din acest fenomen fascinant, cercetătorii de la Universitatea Tiangong (China) au creat un aerogel inspirat de bufnițe, cu două straturi, capabil să absoarbă 58% din undele sonore care îl lovesc, un rezultat care depășește pragul considerat eficient pentru controlul zgomotului.

În viitor, acest material ar putea fi folosit pentru a reduce poluarea fonică generată de trafic și de procesele industriale, aducând un plus de liniște în mașini, fabrici sau alte spații zgomotoase. Într-o lume în care sursa zgomotului nu poate fi întotdeauna eliminată, materialele fonoabsorbante devin soluții esențiale, scrie Interesting Engineering.

Un aerogel inspirat de bufnițe reduce zgomotul motorului mașinii cu 58%

De-a lungul timpului, oamenii de știință au fost fascinați de zborul silențios al bufnițelor, mai ales când acestea își vânează prada. Secretul constă în penele lor speciale, prevăzute cu margini zimțate asemănătoare cu niște piepteni, care perturbă curenții turbulenți de aer și reduc sunetele de frecvență înaltă.

Această cunoaștere a fost deja folosită pentru a dezvolta aripi și pale mai silențioase pentru avioane, drone, automobile și turbine eoliene.

Noul material recreează fidel aceste structuri naturale. Aerogelul este format dintr-un strat inferior poros, inspirat de pielea bufniței, și un strat superior pufos, din nanofibre de siliciu, care imită structura penelor.

Materialele clasice pe bază de fibre, cum ar fi pâsla, absorb de obicei doar o gamă restrânsă de sunete: fie zgomote acute (cum ar fi frânele), fie joase (precum motoarele de camion), forțând astfel utilizarea mai multor straturi și făcând sistemele antifonate greoaie și voluminoase.

Cum funcționează noul material de antifonare?

În schimb, acest nou aerogel bio-inspirat este ușor, eficient și capabil să absoarbă o gamă largă de frecvențe.

Stratul de bază, cu un model de tip fagure obținut printr-o tehnică specială de reconstrucție a picăturilor de hexan, este responsabil pentru blocarea zgomotelor joase. Stratul superior, din nanofibre de siliciu, formează o rețea fibroasă care absoarbe sunetele de frecvență înaltă.

Rezultatul? Aerogelul poate reduce nivelul zgomotului produs de un motor auto de la 87,5 decibeli la un nivel sigur de 78,6 decibeli, fiind mai performant decât multe dintre materialele fonoabsorbante de top existente pe piață.

Mai mult, este și extrem de rezistent: după 100 de cicluri de compresie, materialul și-a păstrat aproape complet forma și eficiența.

„Acest studiu deschide calea către materiale fonoabsorbante de înaltă performanță, ușoare și durabile, capabile să atenueze semnificativ poluarea fonică generată de echipamente industriale și trafic”, au transmis cercetătorii.

Iar poluarea fonică nu este doar o neplăcere, ea reprezintă un pericol real pentru sănătate. Expunerea prelungită la zgomote puternice poate duce la pierderea permanentă a auzului. În plus, aceasta poate agrava sau declanșa afecțiuni grave precum hipertensiunea, atacul de cord sau chiar diabetul de tip 2.

Rezultatele cercetării au fost publicate în revista ACS Applied Materials & Interfaces.

Vă recomandăm să citiți și:

Cercetătorii chinezi au reușit un progres major cu ajutorul unui mineral rar

Un robot umanoid fără cap, construit într-un timp record, va ajuta lucrătorii dintr-o fabrică Renault

Oamenii de știință au creat o alternativă biodegradabilă „vie” la plastic

Un robot creat dintr-o singură bucată a ieșit „pe picioare” din imprimanta 3D