Inventato il “metamateriale” che blocca il suono ma lascia passare aria e luce

Un gruppo di ricercatori dell'Università di Boston ha prodotto un nuovo metamateriale acustico: è in grado di bloccare il suono ma lascia passare aria e luce.

È possibile bloccare un suono lasciando passare aria e luce? Se si guarda ai materiali fonoassorbenti oggi disponibili sul mercato, la risposta è no. Le attuali barriere antirumore sono strutture massicce, veri e propri “muri” che bloccano le onde sonore ma impediscono anche il passaggio di aria e luce. Questo vincolo ingegneristico ha spinto un team della Boston University a mettersi al lavoro per sviluppare una soluzione in grado di cancellare i suoni senza fermare il flusso d'aria. I ricercatori hanno usato regole matematiche per sviluppare un innovativo metamateriale acustico. I metamateriali acustici sono materiali che sfruttano la propria composizione e forma per bloccare, rallentare o riflettere le onde sonore. Per rendere il loro materiale fonoassorbente ma al tempo stesso permeabile a luce e aria, i ricercatori hanno combinato due materiali trasparenti che bloccano le onde sonore a velocità leggermente diverse per aumentare l'isolamento acustico. Successivamente hanno determinato la forma migliore per ottimizzare la riduzione del suono e far passare luce e aria a sufficienza. Il risultato è un anello con sei tunnel vuoti che si avvolgono a forma di elica per condurre le onde sonore lungo un percorso tortuoso che le disperde con un'efficacia del 94%.

Il metamateriale che blocca il suono ma non l'aria

Il prototipo è stato presentato sulla rivista scientifica Physical Review B in un articolo firmato dal coordinatore del progetto, l'ingegnere Xin Zhang. «Le barriere antirumore di oggi – si legge nel testo – sono letteralmente muri spessi e pesanti. Questi sistemi attenuano il rumore del traffico e il volume della musica in una sala da concerto, ma bloccano anche il passaggio dell'aria». Ed è qui che il metamateriale scoperto dai ricercatori di Boston si differenzia dall'isolamento acustico tradizionale, perché blocca le onde acustiche ma non l'aria. I test di laboratorio hanno confermato l'efficacia del prototipo: il metamateriale è stato usato per silenziare il suono emesso da un altoparlante e ne ha “cancellato” il 94%. I risultati del test hanno stupito gli stessi ricercatori e hanno aperto il campo alla ricerca di possibili applicazioni. Oltre all'edilizia, uno dei settori che potrebbe trarre i maggiori benefici dalle prestazioni del metamateriale è quello sanitario: il prodotto potrebbe essere usato per attenuare il rumore provocato dai macchinari per la risonanza magnetica. Anche il settore dell'e-commerce potrebbe trarne vantaggio. «Grandi aziende come Amazon – spiega Xin Zhang – sono interessate a usare i droni per consegnare la merce, ma le persone si lamentano del possibile rumore. Il colpevole è il movimento delle eliche. Se riusciamo a installare strutture come questa per silenziare il suono sotto le eliche dei droni, possiamo eliminare il rumore che si irradia verso il suolo».