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超材料讓3 d聲隱身器件
杜克大學(xué)的工程師們已經(jīng)展示了世界上第一個三維聲學(xué)斗篷,設(shè)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(xué)等應(yīng)用程序。這項(xiàng)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(xué)電氣和計(jì)算機(jī)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(dá)到這個目標(biāo),女友和他的同事們轉(zhuǎn)向超材料,天然材料的組合重復(fù)模式來實(shí)現(xiàn)自然屬性。為新的聲學(xué)斗篷,聲波是塑料的材料操縱行為和空氣。一旦建立,設(shè)備看起來就像重復(fù)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?yàn)槁曇舨皇沁_(dá)到下面的表面,它是更短的旅行距離和速度必須放慢補(bǔ)償。
女友在一份聲明中說:“我們建造的結(jié)構(gòu)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(jì)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(fēng),他們繪制海浪如何反應(yīng),以及產(chǎn)生的視頻在空中旅行。
女友和他的團(tuán)隊(duì)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(jié)果表明,隱身設(shè)備卻好像聲波反射一個空的表面。
實(shí)驗(yàn)表明該技術(shù)是可行的和女友認(rèn)為這項(xiàng)技術(shù)有幾個潛在的商業(yè)應(yīng)用。
我們進(jìn)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(shè)計(jì)——任何地方你需要控制音響。如果你把某個梁結(jié)構(gòu)原因,將混亂的聲音,或許你可以修復(fù)的聲學(xué)隱身。
這項(xiàng)研究受到了多學(xué)科大學(xué)研究計(jì)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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