به نقل از «آفتاب»

عکس| ماده جدیدی برای کاهش سر و صدا حتی در موتور جت

تاریخ انتشار: ۴ آذر ۱۴۰۰ | کد خبر: ۳۳۷۷۵۱۹۰

آفتاب‌‌نیوز :

محققان آزمایشگاه تحقیقاتی نیروی دریایی ایالات متحده در واشنگتن نشان داده‌اند که واکنش الاستیک و مواد مهندسی شده را می‌توان برای ساخت فرامواد صوتی بسیار کارآمد ترکیب کرد.

به گزارش فیزیکس تودی، اما فرامواد صوتی یا آکوستیک چیست؟ فرامواد آکوستیک مواد پیشرفته‌ای هستند که می‌توانند به شکل مؤثر، انتشار صدا را با استفاده از شکل هندسی خود مسدود کنند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

حالا سؤال این است که آیا آنها می‌توانند بدون ایجاد اختلال در جریان هوا این کار را انجام دهند؟

در ماه مارس ۲۰۱۹ محققان دانشگاه "بوستون" شامل "شین ژانگ" استاد کالج مهندسی این دانشگاه و "رضا غفاری ‌ورداوق" دانشجوی دکترا در دپارتمان مهندسی مکانیک دانشگاه "بوستون" مقاله‌ای را ارائه کردند که نشان‌دهنده یک فراماده صوتی بود که می‌توانست به طور مؤثر صداها را قطع کند و در عین حال، جریان هوا را حفظ کند.

"غفاری" در آن زمان گفت: دیوارهایی که امروزه به منظور جلوگیری از انتشار سر و صدا مثلا در کنار اتوبان‌ها تعبیه می‌شوند، به معنای واقعی کلمه دیوارهای ضخیم و سنگینی هستند.

اکنون آنها به این فکر کرده‌اند که باید راه بهتری از نظر توسعه مواد کارآمدتر برای خاموش کردن این سر و صدا وجود داشته باشد و همراه با چند محقق دیگر به مهندسی آن پرداخته‌اند.

این ماده جدید به‌ویژه در شرایطی مفید است که دیوارهای سنگین و ضخیم را نمی‌توان استفاده کرد؛ مانند دریچه اگزوز موتور جت که فضای محدودی دارد و در حال حاضر از آنجایی که هیچ راهی برای کاهش صدای آن نیست، خدمه اطراف آن از گوش‌گیر استفاده می‌کنند تا از شنوایی خود در برابر غرش قوی موتورهای جت محافظت کنند.

اما اکنون راهی به وجود آمده است که جریان هوای موتور جت را در عین مسدود کردن صدا فراهم می‌کند. "ژانگ" و "غفاری" یک فراماده آکوستیک اختراع کرده‌اند که می‌تواند این کار را انجام دهد.

آنها از فناوری چاپ سه‌بعدی برای ساخت یک ساختار باز ساخته شده از پلاستیک استفاده کردند و آن را با یک بلندگو آزمایش کردند. این آزمایش در حالی اتفاق افتاد که بلندگو روشن بود و صدای بلند آن پخش می‌شد، اما صدای بلندگو شنیده نمی‌شد! چرا که این فراماده صوتی به عنوان حذف کننده مؤثر سر و صدای بلندگو عمل می‌کرد.

محققان گزارش دادند که از موفقیت این آزمایش به وجد آمدند. "جیکوب نیوکلاژیک" یکی از محققان این مطالعه گفت: ما ماه‌ها بود که چنین نتایجی را در مدل‌سازی رایانه‌ای خود می‌دیدیم، اما دیدن سطوح صدای مدل‌سازی‌ شده در رایانه یک چیز است و اینکه خودتان تأثیر آن را با چشم ببینید، چیز دیگری است.

تحقیقات بیشتر این تیم نشان داد که این ماده می‌تواند ۹۴ درصد از سر و صدای هر چیزی را مسدود کنند.

این ماده جدید کاربردهای زیادی از صنعت هوایی گرفته تا هواپیماهای بدون سرنشین و ساخت و ساز دارد.

این مطالعه در مجله Physical Review B منتشر شده است.

منبع: خبرگزاری ایسنا

منبع: آفتاب

کلیدواژه: موتور جت آکوستیک سر و صدا

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت aftabnews.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «آفتاب» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۳۷۷۵۱۹۰ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

کشف جدیدی در مورد صاعقه برای اولین در جهان

گروهی از محققان از سوئیس و سوئد به کشفی پیشگامانه دست یافته‌اند که نور جدیدی را بر اسرار پنهان رعد و برق می‌تاباند و این کشف، مشاهده اشعه‌ایکسی است که توسط یک صاعقه مثبت رو به بالا تولید می‌شود.

به گزارش ایسنا، موارد کمی می‌توانند به طور مکرر حیرت انسان‌ها را در سرتاسر جهان برانگیزند اما یکی از آن موارد رعد و برقی است که در آسمان شب ظاهر می‌شود. با این وجود صاعقه فراتر از زیبایی مسحورکننده‌ای که دارد، یک پدیده طبیعی قدرتمند و پیچیده است که دانشمندان هنوز در تلاش برای درک کامل آن هستند.

رعد و برق به صورت اشکال مختلفی در می‌آید، اما یکی از جذاب‌ترین آنها رعد و برق به سمت بالا است. همانطور که از نام آن پیداست، رعد و برق به سمت بالا از بالای سازه‌های بلند مانند آسمان خراش‌ها، توربین‌های بادی یا برج‌های ارتباطی سرچشمه می‌گیرد و به سمت ابرها پرتاب می‌شود. این یک پدیده نسبتا نادر است، اما می‌تواند آسیب قابل توجهی ایجاد کند.

به نقل از اس‌اف، یک گروه تحقیقاتی به سرپرستی توما اورگل-شومونت(Toma Oregel-Chaumont) از موسسه فناوری فدرال سوئیس در لوزان(EPFL) در مرکز تحقیقاتی رعد و برق سنتیس (Säntis) در کوه‌های آلپ آپنزل در شمال شرقی سوئیس به کشف دست یافتند. این مرکز منحصر به فرد در بالای کوه سنتیس، کوهی به ارتفاع ۲۵۰۲ متر قرار دارد که سالانه بیش از ۱۰۰ صاعقه مستقیم به برج ۱۲۴ متری خود را تجربه می‌کند. این برج مجهز به مجموعه‌ای از ابزارهای پیچیده از جمله دوربین‌های پرسرعت، آشکارسازهای اشعه ایکس، حسگرهای میدان الکتریکی و دستگاه‌های اندازه‌گیری جریان است.

با استفاده از این ابزار، محققان چهار رعد و برق مثبت به سمت بالا را ضبط و تجزیه و تحلیل کردند. آنها انتشار پرتو ایکس را در مرحله اولیه هدایتگر منفی رو به بالا که بخشی از رعد و برق است که به صورت پلکانی از برج به سمت بالا منتشر می‌شود، شناسایی کردند. این اولین باری است که چنین انتشاری از اشعه‌ایکس که مستقیما با روند «پلکانی» یک هدایتگر منفی رو به بالا مرتبط است، مشاهده می‌شود.

مکانیسم واقعی که رعد و برق توسط آن شروع و منتشر می‌شود هنوز یک راز باقی مانده است. مشاهده صاعقه به سمت بالا از سازه‌های بلند مانند برج سنتیس این امکان را فراهم می‌کند که ارتباط اندازه‌گیری‌های اشعه ایکس با سایر کمیت‌های اندازه‌گیری شده به طور همزمان، مانند مشاهدات ویدئویی با سرعت بالا و جریان‌های الکتریکی بررسی شود.

تصور می‌شود پرتوهای ایکس مشاهده‌ شده در این مطالعه توسط فرآیندی تولید می‌شوند که زمانی اتفاق می‌افتد که الکترون‌ها به طور ناگهانی کاهش می‌یابند. میدان‌های الکتریکی شدیدی که در جریان تخلیه رعد و برق ایجاد می‌شود، الکترون‌ها را به سرعت‌های بالا شتاب می‌دهند. هنگامی که این الکترون‌ها با مولکول‌های هوا برخورد می‌کنند، به طور ناگهانی کند می‌شوند و انرژی اضافی خود را به شکل اشعه ایکس آزاد می‌کنند.

جالب توجه است که محققان دریافتند که فرکانس و انرژی پالس‌های اشعه ایکس با گذشت زمان کاهش می‌یابد. این نشان می‌دهد که با دور شدن نوک هدایتگر از برج و کاهش قدرت میدان الکتریکی، شرایط برای تولید اشعه ایکس مساعدتر می‌شود.

این مطالعه نه تنها درک اساسی ما از تشکیل رعد و برق را ارتقا می‌دهد، بلکه پیامدهای عملی مهمی نیز دارد. با توجه به اینکه رعد و برق سالانه بیش از ۴۰۰۰ کشته و میلیاردها دلار خسارت در سراسر جهان ایجاد می‌کند و سوئیس به تنهایی ۱۵۰ هزار ضربه سالانه را تحمل می‌کند، درک بهتر نحوه شکل‌گیری صاعقه برای کاهش خطر و طراحی سیستم‌های حفاظتی موثرتر بسیار مهم است.

علاوه بر این، این مطالعه بر اهمیت تحقیقات چند رشته‌ای و مشارکتی در مواجه با سؤالات علمی پیچیده تأکید می‌کند. این گروه از متخصصان، الکتریسیته جوی، فیزیک پرانرژی و ابزار دقیق را برای طراحی و اجرای این آزمایش پیشگامانه گردهم آوردند.

مشاهدات در سنتیس ادامه دارد و دانشمندان قصد دارند یک حسگر مایکروویو را به زرادخانه تجهیزات برج اضافه کنند. این حسگر می‌تواند به تعیین اینکه آیا این فرآیند در رعد و برق رو به پایین نیز رخ می‌دهد یا خیر، کمک کند.

انتهای پیام