Новое исследование: мячи для пинг-понга оказались отличными звукопоглотителями

Продолжительное воздействие низкочастотного шума на людей может привести к многочисленным проблемам со здоровьем, однако решение может быть найдено в неожиданном предмете — мячике для пинг-понга. Обычные пинг-понговые шарики, которые изготавливаются из полимерных материалов и используются в настольном теннисе, могут послужить основой для создания эффективных и доступных средств звукоизоляции низких частот.

Низкочастотный шум широко распространён в городских средах, особенно возле дорог и аэропортов. Несмотря на то, что его часто воспринимают как фоновый шум, он может вызывать боли в ушах, нарушения дыхания, раздражение и другие долгосрочные негативные эффекты. Поскольку низкочастотный шум генерируется различными источниками и его воздействие меньше зависит от архитектурных особенностей, чем высокочастотный звук, избавление от него часто представляется сложной задачей.

Исследователи из Университета Лилля и Афинского национального технического университета опубликовали в журнале прикладной физики от AIP Publishing работу, в которой описывается акустическая метаповерхность, использующая пинг-понговые мячи в качестве резонаторов Гельмгольца для создания недорогой, но эффективной низкочастотной звукоизоляции.

"Пинг-понговые мячи — это хорошо известные предметы повседневной жизни, которые распространены по всему миру. Мы вдохновились идеей использовать такие доступные предметы для создания панелей звукоизоляции для низких частот. Эти мячи представляют собой экономичную альтернативу акустическим изоляторам как с точки зрения стоимости, так и с точки зрения возможности их переработки", — сказала одна из авторов работы, Робин Сабат.

Акустические метаповерхности - это материалы, разработанные специально для управления звуковыми волнами. В данной метаповерхности используются пустые пинг-понговые мячи с мелкими отверстиями, которые моделируют резонаторы Гельмгольца.

"Резонатор Гельмгольца обладает уникальной способностью захватывать окружающие звуковые волны на своей собственной частоте и может быть представлен как полость, соединенная с окружающей средой через узкое горлышко. Особенность данной работы заключается в исследовании взаимосвязи между несколькими резонаторами, что приводит к появлению нескольких резонансных частот", — добавила Сабат.

Больше резонансных частот означало, что устройство могло поглощать больше звука. После успешной настройки двух связанных резонаторов исследователи добавили еще, пока их устройство не стало напоминать квадратную поверхность с проколотыми пинг-понговыми мячами, увеличивая количество резонансных частот, которые можно было поглотить.

"Потенциал этой метаповерхности выходит за рамки простой звукоизоляции. Она может быть расширена для выполнения различных функций, подобных другим метаповерхностям, включая фокусировку звука, нестандартное отражение звука, управление передачей звука и многое другое ", — заключает учёная.