數學上堪稱完美的3D列印材料，能吸收所有的噪音
這個看似簡單的3D列印材料實際上是一個數學奇蹟。（圖片來源：Cydney Scott, Boston University）
在當今社會，沉默不僅僅是黃金。它比起黃金要更珍貴和罕見。想想鑽石，或是鈈，據報道，它們每克售價在4000美元左右。
但事實上，我們的生活方式——人類、嘈雜的汽車、火車以及如地獄般的藍牙揚聲器——安靜可能馬上就會變為地球上最珍貴的東西了。
但麻煩在於，我們獲得片刻安靜的手段並沒有跟上時代的發展。當樓上的夥計唱著搖滾動次打次的時候，我們還是只能用泡沫耳塞堵住耳朵。或者是希望我們與鄰居之間隔著的那堵牆可以拯救我們。
數學家Reza Ghaffarivardavagh在近期的一份新聞稿中指出：「現如今的隔音屏障就僅僅是那些厚重的承重牆。」
但Ghaffarivardavagh和他在波士頓大學的同事可能終於提出了一項21世紀最機智的發明：一種能夠吞下聲音的材料。
研究人員將其稱為「聲學超材料（acoustic metamaterial）」，並在本月《物理評論》雜誌上發表的論文中分享了他們的研究，他們將噪音視作一個數學問題，並利用數學結構將其消除。
當然，這可能比你放在床邊的那套耳塞要大一些，並不是那種你可以舒服地塞進耳朵里的東西。
但這只是為了達成研究目標的一個原型——基本上就是一內襯著研究人員所說的「聲學超材料」的長PVC管。
而這就是真正的奇蹟：一個數學上完美的3D列印材料，可以插入任何地方，並能設計用於消除特定的聲音。
為了實現他們的實驗，波士頓大學的研究人員設計出了消除擴音器中發出的轟鳴的材料。他們的計算結果是，一個塑料管能夠吞下一個擴音器的聲音，即在管子的另一端，除了空氣的聲音，你什麼都聽不到。
這個由紙和鋁支撐的材料，完全使揚聲器閉嘴了，再也聽不到它的轟鳴聲。
而當研究人員將這個材料從管子中取下時，轟鳴聲瞬間就回來了。
「我們第一個將這個材料放置和去除的那一刻……感受簡直天差地別」，合著者Jacob Nikolajczyk說道，「這幾個月來，我們一直在計算機中建模來觀察實驗的結果——但在計算機上看到聲音壓力的水平變化是一回事，實際上聽到這些聲音就又是另一回事兒了。」
想想你正在用這個管子玩一個反電話遊戲。一個人在管子的一頭講話，而你只能聽到他呼吸的聲音。
現在，我們終於在這個喧鬧的世界裡找到了一隅寧靜之地。研究人員已經為他們的成果想好了一系列現實世界中的用途。比如，當亞馬遜以後不得不用無人機一家一家送貨上門的時候。
但只要這些無人機配置了這些聲學超材料，它們就再也不會吵到我們了。當然，我們還可以把它用在一個我們無法忍受的地方：吸塵器。
研究人員補充道：「我們的結構超級輕巧、公開以及設計精美。每一塊都可以作為瓷磚或者是磚頭來擴大生產規模，這樣我們就可以建造一個隔音且透氣的牆。」
只要把這些材料加到公寓那薄薄的牆上，那麼我們就能得到寶貴的安靜。
那麼最好的部分是什麼呢？這個材料不僅能去除空氣中的聲音，還能將它反彈回去。
蝌蚪五線譜編譯自mnn，譯者 李彤馨，轉載須授權
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