ИТ Блог. Администрирование серверов на основе Linux (Ubuntu, Debian, CentOS, openSUSE)
Паучий шелк славится своим необычным сочетанием одновременно легкий и очень сильный—в некоторых случаях сильнее, чем сталь. Благодаря этим свойствам, исследователи разрабатывают в стиле паутины материалы для потенциальных приложений, таких же прочных, но в тоже время легких для одежды, бронежилетов и парашютов.
Но до сих пор, акустические свойства паутины еще не были изучены. Теперь в новом исследовании, команда исследователей из Италии, Франции и Великобритании разработала акустическую метаматериал (который представляет собой материал, изготовленный из периодически повторяющихся структур) под влиянием сложной паутины, архитектуры золотого шелкового ткача, называемый также паук Nephila.
Паук Nephila — золотопряд
«Там было много работы в области метаматериалов в последние годы , чтобы найти наиболее эффективные конфигурации для затухания волн и манипуляций», сказал Федерико соавтора Bosia, физик из университета Турина в Италии. «Мы обнаружили, что архитектура паутины, в сочетании с переменными упругими свойствами радиального и окружного шелка, добавляет смягчающие и амортизационные вибрации в широком диапазоне частот, несмотря на то что он легкий.»
Путем моделирования различных версий нового акустического метаматериала, исследователи показали, что новый дизайн является более эффективным при ингибировании низкочастотного звука и более легко настроены на разные частоты, чем другие звуковые контролирующие материалы. В сочетании с ребрами жесткости, механических свойств и неоднородности шелка паука, настраиваемые акустические свойства, продемонстрированные здесь предполагают, что подобные метаматериалы могут привести к созданию нового класса приложений для управления вибрации. Возможности включают в себя защиту от землетрясений для подвесных мостов и зданий, снижения уровня шума, работы с изображениями, а также акустическую маскировку.
Акустические преимущества паутины возникают, по крайней мере частично, из концентрических окружностей, или «кольца» полотна. Эти кольца резонируют на определенной частоте при воздействии вибраций. На основе этой природной архитектуры, исследователи разработали акустический метаматериал имеющий квадратные блоки, содержащие кольца резонирует с поддержкой связок, которые излучают наружу от центра кольца. Конструкция может быть включена в многих разнообразных искусственных сооружений.
«Можно было бы разработать вибростойкие (и, возможно, сейсмоустойчивые) мосты или тентовые конструкции: периодическое повторение паутино-подобных блоков интегрированных среди основных и SUSPENDER кабелей,» сказал Bosia. «В меньших масштабах, и тот же тип структуры можно было бы использовать для ослабления волн в акустическом диапазоне, например, для звукового борьбы с выбросами, вытекающие из автомобильного или железнодорожной инфраструктуры.»
Метаматериал сильно перестраиваемый, поскольку его геометрия определяется пятью параметрами-что больше, чем традиционные акустические материалы, и каждый из этих параметров могут быть независимо друг от друга контролировать, чтобы произвести огромное количество конструкций, которые отвечают на различные звуковые частоты. Диапазон частот, где тормозится этими материалами называется запрещенной зоной, и здесь исследователи показали, что паутина паука может иметь широкие ширины запрещенной зоны, с большими диапазонами перестройки частоты.
В будущем исследователи планируют продолжить изучение необычной вибрации снижающих свойства паутины , и как извлечь из них пользу для приложений.
«Мы хотим изучить колебательные свойства одной паутины (в отличие от его периодического повторения, как в настоящей работе), чтобы попытаться понять, если его структура позволяет ослаблять вибрации и фокусирующие эффекты в разных местах, которые являются функциональными для нужд паука , «сказал Bosia. «В целом, мы также стремимся смотреть на других возможные конструкции для метаматериалов, возможно, на основе иерархических архитектур, для ослабления в нескольких частотных масштабах. Мы также пытаемся привести некоторые из этих понятий в больших масштабах, для таких приложений, как сейсмические щиты «.
Тэги: , вибростойкие, метаматериал, паутина, сейсмоустойчивыми, технологии Категории: НовостиIT
