Международная группа исследователей при поддержке лондонского Университета королевы Марии и Космического агентства Италии установила, что геометрию паутины можно использовать для уменьшения уровня шумового загрязнения.
Так как низкочастотные звуки характеризуются длиной волны, то для защиты от них требуются толстые стены, что значительно утяжеляет инженерные конструкции. Альтернативный подход заключается в использовании новых метаматериалов.
Если традиционная звукоизоляция основана на толщине материала, то метаматериалы противостоят звуку своей сложной субволновой структурой. В результате тоненькая перегородка может быть столь же эффективной, как и массивная стена.
В новом исследовании ученые опирались на разработанную ими концепцию под названием «лабиринт метаматериалов». Суть идеи заключается в том, что материалы состоят из слоев складчатых зигзагообразных каналов, расположенных друг относительно друга, как в лабиринте.
Авторы исследования показали, что такая геометрия эффективно снижает силу упругих волн. Ученые оптимизировали структуру лабиринта, придав каналам квадратное сечение. В результате получилась конструкция, напоминающая паутину, воздушные полости которой можно использовать даже для изменения ширины каналов сети.
По мнению ученых, «паучьи лабиринты» можно изготавливать из алюминия, что позволит использовать эти конструкции в самых различных сферах. Одним из приоритетных направлений является защита от разрушительного шумового загрязнения, которое является серьезной проблемой современных мегаполисов.