特殊的絲綢床單可以透過發出良好的振動來抑制甚至反射聲音
被鄰居吵鬧困擾的人們也許有了新希望,麻省理工學院的科學家們發展出一種方法,用薄薄的布片來抵消或阻隔聲音–在後一種情況下,噪音甚至會被反射回製造者。麻省理工學院以前曾研究過將布片轉化為麥克風,在此基礎上,最新項目將布片轉化為揚聲器。具體做法是:取一薄片織物(絲綢效果最佳),在其表面附著一根壓電纖維。此纖維垂直穿過厚度僅0.13 毫米的薄片中間。
壓電材料在電流通過時會變形。當電流快速波動時,纖維會在預設狀態和變形狀態之間快速來回移動,產生振動,並在材料片中傳播。這些振動反過來又使空氣置換,產生聲波,就像揚聲器一樣。
如果故意使織物的聲波與幹擾聲波的相位不一致,它們就會抵消其他聲波–降噪耳機的工作原理與此相同。在實驗室測試中,一個8 x 8 公分(3.15 x 3.15 英吋)的絲綢正方形能夠發出70 分貝的聲音,將幹擾聲降低37 分貝。
儘管如此,這種技巧在相當小的空間裡最有效,而在臥室等較大的環境中則無效。這就是另一種技巧的用武之地。
織物可以透過產生聲波來抑制聲音,聲波會幹擾不想要的噪音,從而將其消除(圖C),或透過靜止不動來抑制振動,而振動是聲音傳播的關鍵(圖D)。麻省理工學院
壓電纖維不會使織物移動到足以產生聲波的程度,而是可以用來保持材料靜止不動,使其不會與撞擊其表面的有害聲波同步振動。因此,如果將這種材料掛在臥室的牆壁上,那麼牆壁振動發出的有害聲音將無法穿過織物。
在實驗室中進行測試時,發現這種技術能將絲綢中的振動減少高達95%,從而將傳播的聲音減少75%。科學家驚訝地發現,這種技術還能將織物反射聲音的能力提高68%,讓聲音傳迴聲音發出的地方。
“雖然我們可以用織物製造聲音,但我們的世界已經有了太多的噪音。我們認為,創造安靜可能更有價值,”該研究的主要作者、博士生格蕾絲-楊(Grace (Noel) Yang )說。
有關這項研究的論文最近發表在《先進材料》雜誌上,凱斯西大學、威斯康辛大學麥迪遜分校和羅德島設計學院的科學家也參與了這項研究。