Un aerogel può ridurre fino al 58% le onde sonore di alta e bassa frequenza. Non esiste nessun materiale in grado di farlo
Quanto ci volte ci lamentiamo del troppo rumore? Ancora una volta la risposta al problema viene dalla natura. Il gufo ha ispirato un gruppo di ricerca che sta lavorando all’insonorizzazione dei motori delle auto termiche e dell’industria.
Inquinamento acustico, può causare perdita udito
Gli scienziati hanno creato infatti un nuovo materiale isolante bio-ispirato che potrebbe essere destinato al mondo delle auto o negli impianti industriali per rendere il tutto più silenzioso.
L’inquinamento acustico non è un semplice fastidio in grado di deconcentrare durante le ore diurne o impedire un riposo sereno di notte. Il rumore eccessivo e prolungato può causare anche dei serie danni, come la perdita dell’udito. O peggiorare persino condizioni di salute, come le malattie cardiovascolari e il diabete di tipo 2. Quando eliminare la fonte dell’inquinamento acustico non è possibile, ecco che i materiali insonorizzanti possono aiutare a smorzarlo.
Impossibile eliminare tutti i rumori?
I materiali tradizionali possono assorbire o i suoni ad alta frequenza, ad esempio quel fastidioso stridio dei freni, o quelli a bassa frequenza, come il ronzio di un motore d’auto. Gli attuali materiali acustici monostrutturali presentano inevitabilmente un compromesso tra buone prestazioni acustiche a bassa e alta frequenza. Questo si traduce nel lavoro degli ingegneri che stratificano più tipi di materiali insonorizzanti per ridurre il rumore a spettro completo. Ma questo aggiunge peso e volume d’ingombro al materiale utilizzato.
Cosa hanno inventato i ricercatori?
Partiamo da una domanda. Chi ha mai sentito il suono del gufo che vola? Probabilmente in pochi, perché questo volatile ha una pelle porosa e piume morbide che smorzano il suono, assorbendo il rumore di volo ad alta e bassa frequenza.
Una vera a propria insonorizzazione naturale, frutto dell’evoluzione della specie che i ricercatori dell’università di Tiangong hanno sfruttato per sviluppare un aerogel a due strati. Questa struttura imita le strutture di piume e pelle del gufo per mitigare l’inquinamento acustico.
Aerogel che assorbe le onde sonore
Nel dettaglio il team ha preso delle minuscole goccioline di un liquido chiamato esano, e le hanno congelate all’interno di un materiale morbido. Hanno usato una tecnica speciale chiamata “ricostruzione per congelamento con emulsione”. Una volta solidificato il materiale, hanno rimosso l’esano che, essendo congelato, ha lasciato il suo spazio vuoto. Il risultato? Il materiale ha mostrato un motivo simile alla trama a nido d’ape o, in questo caso alla pelle porosa del gufo, con cavità perfette per intrappolare e annullare i suoni a bassa frequenza.
Per catturare anche i suoni ad alta frequenza hanno aggiunto uno strato superiore ad imitazione delle piume morbide del gufo. Invece di usare le goccioline di esano, hanno aggiunto un secondo strato al materiale, riempiendolo con nanofibre di silicio, che si sono organizzate in un motivo fibroso, simile a una piuma per l’appunto.
Mettendo insieme questi due strati, hanno ottenuto l’aerogel, leggero e poroso che imita perfettamente le qualità insonorizzanti del gufo, con ottimi risultati.
I vantaggi del nuovo isolante acustico
- Assorbe il 58% delle onde sonore che lo colpiscono, superando la soglia per i materiali efficaci di controllo del rumore.
- Riduce 87,5 decibel di rumore del motore di un’automobile a un livello di sicurezza di 78,6 decibel. Una riduzione migliore rispetto agli assorbitori di rumore di fascia alta esistenti.
- Mantiene l’integrità strutturale anche dopo 100 cicli di compressione, con solo il 5% di deformazione.
I ricercatori ritengono che questo studio apra la strada a materiali fonoassorbenti ad alte prestazioni, leggeri e durevoli che possono alleviare significativamente l’inquinamento acustico da attrezzature industriali e traffico stradale delle auto a motore.
