超材料讓3 d聲隱身器件

杜克大學的工程師們已經展示了世界上第一個三維聲學斗篷,設備是指聲波創(chuàng)建的印象,下面的斗篷,任何東西都是不存在的。

聲隱身器件工作在所有三個維度,無論哪個方向的聲音是來自或觀察者的位置,并持有未來聲納回避和建筑聲學等應用程序。這項研究發(fā)表在自然材料。

我們執(zhí)行的特定技巧是隱藏對象從聲波,”史蒂文女友說,杜克大學電氣和計算機工程教授在北卡羅萊納。通過將這斗篷在物體上,聲波像沒有超過平面路徑。”

為了達到這個目標,女友和他的同事們轉向超材料,天然材料的組合重復模式來實現(xiàn)自然屬性。為新的聲學斗篷,聲波是塑料的材料操縱行為和空氣。一旦建立,設備看起來就像重復模式的幾個塑料基板孔戳通過它們堆在一起,就像一個金字塔。

給它沒有的錯覺,斗篷必須改變波的軌跡匹配他們會是什么樣子他們反射平面上。因為聲音不是達到下面的表面,它是更短的旅行距離和速度必須放慢補償。

女友在一份聲明中說:“我們建造的結構看起來很簡單的…但我向你保證,這是一個困難得多,比看起來有趣。我們把大量的精力投入到計算聲波將如何與之交互。我們沒有想出這一夜。”

為了測試隱身裝置,研究人員用斗篷蓋住一個小球體,砰的短脈沖聲音從不同角度。使用麥克風,他們繪制海浪如何反應,以及產生的視頻在空中旅行。

女友和他的團隊隨后比較了視頻創(chuàng)建一個暢通無阻的平面和一個解開球那么阻塞的方式,結果表明,隱身設備卻好像聲波反射一個空的表面。

實驗表明該技術是可行的和女友認為這項技術有幾個潛在的商業(yè)應用。

我們進行了測試,但水下聲波有類似的表現(xiàn),所以一個顯而易見的潛在使用聲納回避,”女友說。但還有禮堂、音樂廳的設計——任何地方你需要控制音響。如果你把某個梁結構原因,將混亂的聲音,或許你可以修復的聲學隱身。

這項研究受到了多學科大學研究計劃資助來自美國海軍研究辦公室和美國陸軍研究辦公室。

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