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美研制消声斗篷可抑制飞机噪音 |
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| http://cn.newmaker.com
5/2/2008 9:59:00 AM
佳工机电网
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据英国《每日电讯报》报道，科学家已成功研制出“隐形斗篷”，能让穿它的人来无影去无踪。而据最新一项研究称，一种“隐声斗篷”(acoustic cloak)有望在未来几年内问世，这种装置也许有朝一日能用于抑制震耳欲聋的飞机噪音，或阻滞邻居家吵杂的喧嚣。
“隐声斗篷”是紧接“隐形斗篷”研究之后展开的。在“隐形斗篷”的研究中，科学家发现一种称为“超颖物质”(metamaterial)的合成材料能使斗篷在微波范围内工作，使物体周围的光束流动，令其消失地无影无踪。物理学家之前就认为存在研制类似“隐声斗篷”的可能性，这种创举具有诸多的商业和军事用途。
最近，美国北加州杜克大学、英国伦敦帝国学院、香港科技大学的多个研究小组提出了多种特殊材料及将其制成遮盖物的方案。但是，这些方案中所使用的材料机械性能在不同方向上各不相同，造成声波以不同速度传播。4月30日，美国罗杰斯大学的安德鲁·诺里斯教授在发表于《皇家学会学报：A辑》上的研究中称，上述方案中使用的材料全部具有一个致命弱点：制造出的遮盖物质量可能无限大。
好消息是，诺里斯教授发现另外一种材料能使声波在遮盖物周围天衣无缝地进行传播。接着，声波会继续按照原有轨道传播。诺里斯在接受《每日电讯报》采访时表示：“我的办公室上山下下确实没有这种材料的踪迹，你在当地DIY商店肯定也买不到。但是，没有理由认为我们就不能设计并制造出这种材料，这仅仅是时间的问题，以及付出多大努力的问题。我无法确定未来一两年是否能实现这一目标，但我相信我们一定能做到这一点。”
诺里斯表示，“尽管迄今尚没有声音遮蔽装置，但我的研究工作恰恰指明要取得实际设计目标的方向。研究还表明声音遮蔽比之前想象的更有可能实现。”这种声音遮蔽材料被称为“五模式”(pentamode)材料。据诺里斯解释，“水晶材料能够具备六个独立的、持续不变的刚度，其中五个在‘五模式材料’上为零。”唯一一个必要常量是决定压力的体积模量，这种压力在一个方向上要比在另一个方向上大。通过调整这种差异，研究人员就能赋予“五模式材料”声音遮蔽特性。
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