Was wäre, wenn Sie Triebwerkslärm, Computerkrach oder das Kühlschrankbrummen ausschalten könnten, ohne die Luftzirkulation einzuschränken? Geht nicht, weil die Luft den Schall überträgt? Forscher der Boston University beweisen das Gegenteil.
Kann Luft schweigen?
Wer aktuell für Lärmschutz sorgen will, der braucht Lärmschutzwände, Absorber und Ähnliches. Die wandeln Audiowellen in Wärme um und verhindern außerdem, dass die „tonschwangere“ Luft sich weiter bewegt.
Doch was machen Sie, wenn Sie den Krach eines Flugzeugtriebwerks unterdrücken wollen? Sie können ja die Düse nicht einfach mit Lärmschutzmaterial versiegeln, denn dann würde es nicht mehr fliegen. Generell gilt: Überall, wo Luft zirkulieren muss, versagt der klassische Ansatz des Lärmschutzes.
Lärmschutz der neuen Art
Reza Ghaffarivardavagh und Xin Zhang von der Boston University haben ein Lärmschutzverfahren entwickelt, bei dem die Luft weiter zirkulieren kann, aber die Audiowellen herausgefiltert werden.
Dazu entwickelten sie ein Metamaterial und berechneten dafür eine bestimmte Oberflächenstruktur. Die erinnert im Endeffekt an ein dreidimensionales Helixmuster. Material und Struktur reflektieren die Audiowellen, die darauf treffen, in Richtung der Signalquelle zurück. Die Luft hingegen strömt „lärmbereinigt“ weiter.
Lärmschutzdonat an der Röhre
Ihre Entdeckung haben Ghaffarivardavagh und Zhang bereits präsentiert. Sie montierten einen Ring des Metamaterials an eine Röhre und hielten diese Röhre vor einen Lautsprecher. Und tatsächlich, solange der Ring vor der Röhre war, hörte man so gut wie nichts. Ungefähr 94 Prozent des Lautsprechertons holte der Ring aus der Luft.
Wer sich mit eigenen Ohren überzeugen will, hier ist das Video:
Anwendungen vielfältig
Diese Art von Lärmschutz funktioniert nicht nur als Ring. Jede Form kann mit dem Metamaterial realisiert werden. Die Anwendungsszenarien sind also extrem vielfältig.
Ganz sicher ist das gerade für Flugzeugturbinen oder Drohnenpropeller interessant. Deren Lärm könnte sich ohne Einschränkung der Funktion eliminieren lassen.
In der Medizin wurde das Material bereits genutzt. So haben Ghaffarivardavagh und Zhang es in einem MRT zwischen den Magnetspulen und der Patientenkammer installiert und auf die Art die Kammer schallisoliert.
Bildquellen:
- Geräuschloses Triebwerk: pixabay