位于洛杉磯的USC Viterbi的研究小組最近開創(chuàng)了一種控制聲音的新方法，我們之前已經(jīng)報道過超級3D打印材料的開發(fā)，這些超材料具有專門設(shè)計的結(jié)構(gòu)，使其能夠利用光波或聲波以及其他應(yīng)用。這一最新的突破是獨(dú)特的，因為可以遠(yuǎn)程使用磁場來打開或關(guān)閉超材料的聲學(xué)特性。

該項目由USC Viterbi助理教授王啟明博士領(lǐng)導(dǎo)，成員包括學(xué)生余坤浩，麻省理工學(xué)院教授Professor Fang和密蘇里大學(xué)教授黃國良教授。由于其獨(dú)特的晶格結(jié)構(gòu)，該團(tuán)隊使用3D打印技術(shù)創(chuàng)建了能夠阻擋聲波和機(jī)械振動的特殊超材料。而且，結(jié)構(gòu)中鐵顆粒的存在意味著可以使用磁場使其變形，然后改變其性質(zhì)。通過這種方式，3D打印的超材料可以從主動狀態(tài)遠(yuǎn)程切換到被動狀態(tài)。

''當(dāng)你制作一個結(jié)構(gòu)時，幾何體不能改變，這意味著該屬性是固定的。這里的想法是，我們可以設(shè)計一些非常靈活的東西，這樣你就可以使用外部控制來改變它，民用和環(huán)境工程助理教授王啟明說。 ''您可以施加外部磁力來使結(jié)構(gòu)變形并改變其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和幾何形狀。一旦你改變了架構(gòu)，你改變了屬性。我們想要實現(xiàn)這種在狀態(tài)之間切換的自由。使用磁場，開關(guān)是可逆的并且非常快速?！?/span>

超材料的聲學(xué)特性使其能夠阻擋特定頻率的聲波以及機(jī)械振動。這對于許多目的很有用，包括噪聲消除，振動控制和聲波隱形，可用于隱藏聲波。這些3D打印聲學(xué)超材料結(jié)構(gòu)的獨(dú)特性賦予了它們獨(dú)特的特性。對于日常材料，這些屬性都是正面的。如果一個物體具有正的模量，當(dāng)你將它推開時它會推回來。相反，具有負(fù)模量的物體吸引著你，在你推動的時候?qū)⒛憷蛩鼈?。表現(xiàn)出負(fù)密度的物體的情況也類似，當(dāng)你將這些物體從你身上推開時，它們會轉(zhuǎn)向你。

在特定頻率范圍內(nèi)的聲波和機(jī)械振動可以由物體控制，物體的結(jié)構(gòu)給這兩個物體帶來一個負(fù)面的屬性。當(dāng)這兩個屬性都是負(fù)值或正值時，振動能夠再次通過。 USC維特比團(tuán)隊能夠利用磁場遠(yuǎn)程控制他們的超材料，在雙重正面（聲音傳遞），單負(fù)（聲阻）和雙負(fù)（聲音傳遞）之間切換。與其他超材料相比，自由開啟和關(guān)閉這些功能的能力為工程師提供了對聲學(xué)和振動的額外控制，從而開辟了一系列潛在的應(yīng)用。該研究發(fā)表在Advanced Materials上。這個項目的資金由國家科學(xué)基金會和空軍科學(xué)研究青年研究員計劃提供。

網(wǎng)譯自：3ders.org 

來源：中國3D打印網(wǎng)