Schematisk över lågfrekvent vibrationsreducerande metamaterial med hjälp av en kiral struktur. Kredit:POSTECH
Det mjuka surrande ljudet från lågfrekventa vibrationer kan inte lätt upptäckas eftersom det inte är högt. Men när det väl upptäcks kan det vara svårt att ignorera. Invånarna klagar ofta över irritationen orsakad av lågfrekventa vibrationer som kan höras mellan intilliggande lägenhetsenheter i Korea.
En forskargrupp ledd av professor Junsuk Rho (Institutionen för maskinteknik, Institutionen för kemiteknik), Ph.D. kandidat Jeonghoon Park (Institutionen för maskinteknik), och professor Anna Lee (Institutionen för maskinteknik) vid POSTECH har utvecklat en metod för att helt eliminera lågfrekventa vibrationer med hjälp av en kiral struktur. Den kirala strukturen, även kallad spegelsymmetri, är symmetrisk som vänster och höger hand men har en unik egenskap att inte överlappa varandra.
Nyligen publicerad i Communications Physics , resultaten från denna studie är tillämpliga på maskiner och konstruktion samt för utveckling av vibrations- och bullerreduceringssystem.
Eftersom elastiska vågor av strukturer uppträder i många våglägen har undertryckning av alla möjliga vibrationslägen sällan uppnåtts. Tidigare studier om att minska vibrationer med hjälp av metamaterial – med egenskaper som inte finns i naturen – fokuserade också bara på ett vibrationssätt. Sådana system utgjorde dock en risk för att förstärka spridningen av vibrationer som inte var avsedda från början.
I den här studien har forskargruppen lyckats blockera alla vibrationslägen som sprider sig i ett specifikt frekvensband. Forskarna utvecklade en mekanism som effektivt kan minska alla vibrationer genom att implementera ett lågfrekvent fullständigt bandgap med hjälp av en kiral struktur.
Professor Junsuk Rho sa:"Det är betydelsefullt att omfånget av metamaterial som studeras i nanometern (nm, 1 miljarddels meter) har utökats till en storlek som kan användas i det dagliga livet." Han tillade, "Det nya systemet kommer att kunna tillämpas på många områden, inklusive mekaniska strukturer (t.ex. bilar och flygplan), byggnader och civilingenjör i framtiden." + Utforska vidare
