Длительное воздействие низкочастотного шума может вызвать множество проблем со здоровьем, но решение может быть найдено в неожиданном предмете — шарике для пинг-понга. Обычно мячи для пинг-понга, которые принято считать полыми пластиковыми шариками, которые летят по воздуху во время быстрой игры в настольный теннис, с некоторыми модификациями могут помочь поглотить городской шум.
Низкочастотный шум повсеместно распространен в городах, вблизи дорог и аэропортов. Хотя потенциально он может восприниматься как фон в акустическом ландшафте, он может вызвать боли в ушах, нарушения дыхания, раздражительность и другие долгосрочные побочные эффекты. Поскольку низкочастотный шум создается различными источниками и на него меньше влияют структуры, чем высокочастотный звук, избежать низкочастотного шума бывает сложно.
Исследователи из Университета Лилля и Афинского национального технического университета описывают акустическую метаповерхность , в которой шарики для пинг-понга используются в качестве резонаторов Гельмгольца для создания недорогой, но эффективной низкочастотной звукоизоляции.
Исследование под названием «Изоляция низкочастотного звука с помощью метаповерхности резонаторов мяча для пинг-понга Гельмгольца » появилось в журнале Journal of Applied Physics.
«Мячи для пинг-понга — это хорошо известные предметы повседневного обихода, которые присутствуют в большом количестве во всем мире», — сказала автор Робин Сабат. «Нашей мотивацией было использовать эти легкодоступные объекты для создания низкочастотной изолирующей панельной конструкции. Таким образом, шарики для пинг-понга представляют собой экономичную альтернативу акустическим изоляторам как по низкой цене, так и по возможности вторичной переработки».
Акустические метаповерхности — это материалы, специально разработанные для управления звуковыми волнами . В этой метаповерхности используются полые шарики для пинг-понга с проколотыми в каждом маленькими отверстиями, моделирующие резонаторы Гельмгольца.
« Резонатор Гельмгольца обладает уникальной способностью улавливать окружающие звуковые волны точно на своей собственной частоте и может быть представлен как полости, соединенные с окружающей средой через узкую горловину», — сказал Сабат. «Оригинальность работы заключалась в рассмотрении эффекта связи между двумя резонаторами, приводящего к возникновению двух резонансных частот».
Больше резонансных частот означало, что устройство могло поглощать больше звука. После успеха двух связанных резонаторов исследователи добавили еще, пока их устройство не стало напоминать квадратный лист проколотых шариков для пинг-понга, увеличивая количество резонансных частот, которые можно было поглотить.
Регулируя количество шариков, количество и размер отверстий, исследователи смогли изменить акустические свойства метаповерхности, доказав, что можно спроектировать звукопоглощающую панель без дорогостоящих материалов.
«Потенциал этой метаповерхности выходит за рамки звукоизоляции», — сказал Сабат. «Ее можно расширить для достижения различных функций, аналогичных другим метаповерхностям. Эти функции включают в себя фокусировку звука, нетрадиционное отражение звука, манипулирование передачей звука и многое другое».
