EPFL, Федеральная политехническая школа Лозанны (Швейцария) предоставила компании Sonexos лицензию на коммерческую реализацию своей технологии шумоподавления с помощью плазменных динамиков, которая разрабатывалась несколько лет.
Исследователи EPFL разработали сверхтонкую систему активного шумоподавления, эффективную на 100%, в которой вместо динамиков используются плазменніе излучатели, ионизирующие воздух. Слой толщиной 17 мм может блокировать шум частотой 20 Гц также хорошо, как 4-метровая стена.
«Мы чрезвычайно воодушевлены огромным потенциалом плазменной технологии снижения шума и улучшения акустики внутри помещений, включая салоны автомобилей и самолетов, офисные помещения и дома. Поскольку мы возглавим усилия по разработке и коммерциализации, для нас большая честь сотрудничать с исключительной командой инженеров EPFL», — генеральный директор Sonexos Марк Дональдсон.
Активное шумоподавление (active noise cancellation, ANC) предполагает измерение звуковых волн с помощью микрофона и создание такого же давления в обратном направлении, нейтрализующего звук. Шумоподавление хорошо работает в наушниках и автомобилях, где акустическая среда достаточно контролируемая.
ANC может работать и в пределах комнаты, хотя для нейтрализации низкочастотных длинноволновых звуков может понадобиться целая стена динамиков. Но что, если бы динамики были сверхтонкими листами, а не множество больших диффузоров? Команда EPFL Acoustic Group разработала систему шумоподавления из ионных излучателей на основе плазмы – тонких и легких, простых и дешевых в изготовлении.
Излучатели работают как ионные двигатели: используя электрическое поле для ионизации окружающего воздуха и создания плазмы из положительно и отрицательно заряженных частиц. Эти ионы затем магнитно ускоряются и отталкиваются от окружающего воздуха, создавая противодавление. Изменяя напряжение можно мгновенно изменить количество проталкиваемого воздуха. Такие излучатели не претендуют на конкуренцию с обычными динамиками по качеству воспроизведения, но очень чувствительны к изменениям напряжения, не имея тяжелой мембраны.
Раннее такие ионные излучатели продемонстрировали эффективность в подавлении высоких частот, но за несколько лет технология «научилась» блокировать и низкие звуки. 20 Гц – низкочастотный предел человеческого слуха. Длина волны на этой частоте составляет 17 м. Чтобы заглушить ее с помощью обычных звукопоглощающих материалов толщиной около 4 м. Плазмоакустический слой может полностью подавить эту волну при толщине всего в одну тысячную ее длины – 17 мм.
«100% интенсивности входящего звука поглощается метаслоем и ничего не отражается обратно. Самый фантастический аспект этой концепции заключается в том, что, в отличие от обычных звукопоглотителей, основанных на пористых сыпучих материалах или резонирующих структурах, наша концепция в какой-то степени невесома. Мы представили совершенно новый механизм звукопоглощения, который можно сделать тонким и легким, открывая новые границы с точки зрения контроля шума, где мместо и вес имеют значение», — Эрве Лиссек, старший научный сотрудник Acoustic Group EPFL.
Оригинальное исследование есть в открытом доступе на Nature Communications.
