Двухслойный аэрогель, имитирующий структуру перьев и кожи сов, поглощает высокочастотные и низкочастотные звуки, превосходит по эффективности традиционные материалы.
Совы летают почти бесшумно благодаря особому строению перьев и кожи. Ученые воспроизвели эту природную систему, чтобы создать универсальный звукопоглощающий материал.
Исследователи применили метод эмульсионно-шаблонной заморозки-реконструкции: сначала заморозили капли гексана в мягком полимерном слое, затем удалили растворитель, сформировав пористую структуру. Второй слой изготовили с использованием кремниевых нановолокон, придающих материалу волокнистую текстуру.
Так получился двухслойный аэрогель, который имитирует покровы совы. Нижний слой с микрополостями воспроизводит кожу птицы, которая поглощает низкие частоты. Верхний слой из пушистых нановолокон работает как перья и гасит высокочастотный шум.
В испытаниях материал поглотил до 58% звуковых волн, что превышает эффективность многих современных материалов. В тестах аэрогель снижал шум автомобильного двигателя с 87,5 дБ до безопасных 78,6 дБ. Кроме того, аэрогель выдержал 100 циклов сжатия с минимальной деформацией, показав высокую прочность и устойчивость к нагрузкам.
Шумовое загрязнение представляет угрозу для здоровья человека, способствуя не только потере слуха, но и развитию сердечно-сосудистых заболеваний и диабета второго типа. Когда устранить источник шума невозможно, звукоизоляционные материалы становятся единственным способом защиты.
Проблема большинства существующих изоляторов — их избирательность: одни блокируют визг тормозов, другие — гул двигателей. Чтобы защититься от разных звуков, инженеры вынуждены комбинировать несколько типов материалов, увеличивая вес и объем конструкции. Новый биомиметический аэрогель способен заменить их все.
