次にレストラン、オフィス、または空港にいるときは、天井を見上げてください。 雲のような円形のパネル、リブのある発泡タイル、ミニマリストの木製スラット、または帆のように見える垂れ幕、あるいはアメリカのすべての高校の食堂のいたるところにある灰色がかった長方形が見えるかもしれません。 審美的には楽しい（またはそうでない）かもしれませんが、これらの素材は実際に音を吸収して部屋を静かにするように設計されています。
私たちは気づかないかもしれませんが、私たちの環境の多くは、実際には、現代世界の騒音を減らすように構築または設計されています。 厚いカーテンは、派手な法律事務所の静けさを作り出します。 重い木製の正面玄関は、家から通りの騒音の一部を防ぎます。
現在、ボストン大学の研究者は、空気の流れを許容しながら音を遮断できる新しい種類の材料を作成しました。 これは、「メタマテリアル」と呼ばれるものです。これは、自然には見られない特性を持つように設計された材料です。 リング状のシェル内のプラスチックの小さならせんパターンは、到来する音波を元に戻し、それにより空気ではなく音を遮断します。
「空気流を維持しながら音波を消すことができるかどうかの問題は、数十年にわたって研究コミュニティに影響を与えました」と、プロジェクトを共同で執筆し、材料に関する論文を共著したボストン大学工学部の教授であるXin Zhang氏は言いますこれは最近、 Physical Review B誌に掲載されました。
気流を許容することは、材料の潜在的な用途の鍵です。 ジェットエンジンやドローンに従来の消音素材を置いても、飛ぶことはできません。 しかし、新しい3Dプリントされたメタマテリアルは、気流を妨げることなく、航空機、ファン、HVACシステムからのノイズを抑えるために使用できる可能性があります。
ドーナツ型の材料設計は潜在的に「非常に有用」です。イリノイ大学アーバナシャンペーン校の機械科学および工学の教授で、音響メタマテリアルを研究するキャスリンマトラック教授は、次のように述べています。気流を防ぎます。」
ラボでメタマテリアルをテストするために、ボストン大学の研究者はスピーカーを消音しようとしました。 彼らは、スピーカーをPVCパイプの一方の端に密閉し、メタマテリアルのリングをもう一方の端に取り付けました。 それから彼らは遊びに出ました。
沈黙。
PVCパイプを見ると、スピーカーのサブウーファーがズキズキするのが見えました。 しかし、彼らは何かを聞くことができませんでした。 計算によると、この素材は音の94％をブロックしました。
研究者は、「ミュート」ボタンを押すようなものでした。
メタマテリアルのリング（BU。写真：Cydney Scott）。 また、メタマテリアルは安価で軽量であると、ボストン大学の機械工学の博士課程の学生であるレザ・ガファリバーダバは言います。
「これらの機能は、新しいエキサイティングなアプリケーションの機会を切り開きます」と彼は言います。
この材料は、手持ち削岩機に例えると、MRIマシンのノイズを減らすことができます。 交通に対する防音壁として使用できます。 また、音響タイルやカーテンなどの従来の防音材の代わりに使用することもできます。 外形はリングである必要はありません。 六角形から正方形まで何でも構いません。そのため、クライアントはレストランや劇場用に、見た目に美しいカスタムサウンドウォールを注文することができます。
静かな世界はただリラックスするだけではありません。 また、より健康的かもしれません。 「環境騒音公害」が私たちの体と心に悪影響を及ぼし、心疾患から認知機能障害に至るすべてのリスクを高めるという証拠が増えています。 昨年、世界保健機関は、政策立案者が自動車、列車、風力タービンなどの騒音源からの環境騒音を低減するのを支援するガイドラインを発表しました。 過度の騒音は、人間以外の動物にとっても悪いものです。 現在進行中の研究は、騒音公害が生物多様性をどのように減らすかを調査しています。
Zhang氏によると、メタマテリアルは、製造、エネルギー、自動車製造など、さまざまな業界の多くの組織から関心を集めています。
「現在、各潜在的なアプリケーションとプロジェクトの実行可能性に対処するために取り組んでいます」と彼女は言います。 「今後数年のうちに何らかの形で商用アプリケーションが登場することを期待しています。」
