Forskare från North Carolina State University och Nanjing University har utvecklat en "ultra-tunn" ljuddiffusor som är 10 gånger tunnare än de allmänt använda diffusorerna som finns i inspelningsstudior, konsertlokaler och biografer för att minska ekon och förbättra ljudkvaliteten. Den nya designen använder mindre material, vilket skulle minska kostnaderna, och tar mycket mindre plats.

I ett typiskt rum med plana väggar, ljudvågor studsar vanligtvis av väggarna, som ljus som reflekteras från en spegel. Detta skapar ekon och överlappande ljudvågor som resulterar i ojämn ljudkvalitet beroende på var du befinner dig i rummet.

"Ljudspridare är paneler placerade på väggarna och taket i ett rum för att sprida ljudvågor i många olika riktningar, eliminerar ekon och oönskade ljudreflektioner - vilket i slutändan förbättrar ljudkvaliteten, "säger Yun Jing, en biträdande professor i mekanisk och rymdteknik vid NC State och motsvarande författare till en artikel om arbetet.

Men de mest använda diffusorerna, kallade Schroeder -diffusorer, kan vara mycket skrymmande. Det beror på att storleken på en diffusor styrs av ljudets våglängd som den behöver sprida. Specifikt, djupet på en Schroeder -diffusor är ungefär hälften av våglängden för det lägsta ljud som den behöver sprida.

Till exempel, en typisk mans röst kan vara så låg som 85 hertz, med en våglängd på 4 meter eller 13,1 fot. Om det är det lägsta ljudet som Schroeder-diffusorn kommer att behöva hantera, diffusorn skulle behöva vara ungefär 2 meter - eller drygt 6,5 fot - tjock.

Men det nya, ultratunn diffusordesign kräver en tjocklek som bara är 5 procent av ljudets våglängd. Så, istället för att vara 2 meter tjock, den skulle bara vara 20 centimeter - eller mindre än 8 tum - tjock.

"Spridare är ofta gjorda av trä, så vår design skulle använda 10 gånger mindre trä än Schroeder -diffusordesignen, "Säger Jing." Det skulle resultera i lättare, billigare diffusorer som gör att människor kan utnyttja sitt utrymme bättre. "

Denna minskning av diffusortjockleken möjliggörs av utformningen av de enskilda cellerna i diffusorn.

En Schroeder -diffusor ser ut som en panel med jämnt fördelade rutor, som är identiska i längd och bredd, men varierar på djupet.

Den ultratunna diffusorn består också av jämnt fördelade fyrkanter, men rutorna verkar ha olika storlek. Det beror på att var och en av rutorna faktiskt är en bländare som öppnar sig i en tunn, underliggande kammare. Dessa kammare har alla identiska dimensioner, men storleken på öppningarna varierar avsevärt - vilket ger samma ljuddiffusion som de mycket större Schroeder-diffusorerna.

"Vi har byggt fullt fungerande prototyper med en 3D-skrivare, och det fungerar, "Jing säger." Designen ska fungera lika bra med trä. "

Pappret, "Ultratunn akustisk metasytebaserad Schroeder-diffusor, "publiceras i American Physical Society -tidskriften Fysisk granskning X .