噪音已成為現(xiàn)代社會的普遍問題。而捷普的研究人員已開發(fā)出一款新型隔音超材料，可以阻攔聲波傳輸，減少噪音干擾。所謂超材料即一種特殊的人造材料，具有人工設計的精密幾何結(jié)構(gòu)，可以呈現(xiàn)出天然材料所不具備的超常物理性質(zhì)，能對電磁波或物理波產(chǎn)生影響。

超材料內(nèi)部有無數(shù)微小的幾何結(jié)構(gòu)

如今，人類對于超材料的研究正在不斷進行且發(fā)展著。它已在不知不覺間在人類的生活中投入使用。

隱形衣的原材料——光操縱超材料

我們之所以能看到物體，主要是由于光束照在物體表面發(fā)生散射后進入人的眼睛。而光操縱超材料內(nèi)部的納米結(jié)構(gòu)則可以控制光線的散射，讓光圍繞隱形衣“走一圈”而不散射在物體表面，從而使我們的眼睛看不到物體，產(chǎn)生所謂的隱形效果。

光操縱超材料可以操縱光的傳播方向

世界上最輕的固體——氣凝膠

顧名思義，是一種充滿了氣體的凝膠。氣凝膠里納米級別的小孔不但令其輕盈無比，而且具有絕佳保溫隔熱特性。2018年火星探險時，美國宇航員就穿上新型氣凝膠制成的宇航服，抵抗1300℃的高溫和零下130℃的超低溫。

氣凝膠制成的宇航服可抵抗太空中極端的溫度

神奇的超材料應用給了捷普靈感來源。既然聲音也是一種物理波，只要能找到合適的超材料，就完全有可能控制聲波的流動，讓聲波“乖乖聽話”。帶著這種前提，捷普的研究人員開始尋找合適的超材料。

在經(jīng)過不斷的實驗與測試后，捷普終于找到一款可以控制聲波的超材料。

1. 捷普使用了什么超材料?

研究人員使用的超材料可以利用不同角度的差異影響聲音傳導的能力，也就是說從一個角度傳入的聲音可以正常穿過材料，而另一個角度傳入的聲音則可能會被攔截。有了這種屬性的加成，超材料就能聚焦聲音的方向，定向、精準地控制聲波的傳輸。

聲音的傳播方向也能定向操控

2. 捷普如何獲取超材料?

3D打印一直是捷普專注的重點之一。捷普的藍天創(chuàng)新中心一直使用3D打印技術進行硬件和軟件的設計與開發(fā)，將3D打印技術應用在生產(chǎn)制造方面也有著豐富的經(jīng)驗。通過3D打印技術，捷普的研究團隊能夠控制超材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方向，生產(chǎn)出形狀極其復雜、精密的組件，使聲波進入材料內(nèi)部后的行進方向被準確改變，從而將其反射回到聲源或其他指定方向。

3D打印已成為捷普生產(chǎn)中的重要組成

3. 隔音超材料未來有哪些應用?

與傳統(tǒng)厚重密實的隔音材料相比，捷普合成的超材料結(jié)構(gòu)更輕便，而3D打印的技術手段則為超材料提供了量產(chǎn)的可能，這意味著未來成本有很大的下降空間。

同時，這種材料應用場景相當豐富，可用于密閉空間中幫助降噪，也可以用來控制聲音的大小和走向;可以作為獨立的防護措施使用，也可以與現(xiàn)有的隔音技術結(jié)合使用。

現(xiàn)在，捷普的研究人員正在探索如何將這種材料應用到現(xiàn)實中。或許未來的某一天，一種又輕又薄的強力隔音材料將進入人們的生活，幫助打造高品質(zhì)的生活空間，讓我們永遠告別噪音。