Dodano: 24 czerwiec 2021r.

Izolacja akustyczna. Nowy materiał może sprawić, że samolot będzie cichy jak suszarka do włosów

Brytyjscy naukowcy opracowali niezwykle lekki materiał izolacyjny, który może zredukować ryk silników samolotu do poziomu zbliżonego do hałasu generowanego przez suszarkę do włosów.

Izolacja akustyczna. Nowy materiał może sprawić, że samolot będzie cichy jak suszarka do włosów

 

Startujący samolot może wygenerować hałas o natężeniu 105-140 decybeli. To sprawia, że obsługa takich maszyn musi być wykonywana w słuchawkach redukujących hałas, aby zapobiec uszkodzeniu słuchu. Wyciszenie silników odrzutowców przyniosłoby ulgę nie tylko pracownikom obsługującym maszyny, ale też pasażerom i osobom mieszkającym w pobliżu lotnisk.

Krok ku znacznej redukcji hałasu poczynili naukowcy z University of Bath. Opracowali oni materiał na bazie tlenku grafenu, który jest najlżejszym materiałem izolującym na świecie. Opis badań ukazał się na łamach pisma „Nature Scientific Reports” (DOI: 10.1038/s41598-021-90101-0).

Ultralekki materiał izolujący

Materiał stworzony przez brytyjskich naukowców to aerożel zawierający tlenek grafenu oraz poli(alkohol winylowy). Metr sześcienny tego materiału waży zaledwie 2,1 kilograma, co sprawia, jak twierdzą jego twórcy, że jest to najlżejszy materiał izolujący jaki do tej pory powstał. Może być stosowany jako izolacja w silnikach lotniczych w celu zmniejszenia hałasu nawet o 16 decybeli.

Chociaż materiały porowate, jak stworzony właśnie aerożel, są niezwykle skuteczne w rozpraszaniu dźwięku, często są zbyt nieporęczne i ciężkie, aby można było znaleźć dla nich szerokie zastosowanie. W tym przypadku uczonym udało się pokonać te ograniczenia.

Struktura nowego materiału przypomina nieco bezę i sprawia, że jest on niezwykle lekki. To oznacza, że ​​można go stosować jako izolator, nie wpływając zbytnio na masę całej konstrukcji. Materiał jest obecnie dalej optymalizowany przez zespół badawczy, aby zapewnić lepsze rozpraszanie ciepła, oferując korzyści w zakresie oszczędności paliwa i bezpieczeństwa.

Znaczna redukcja hałasu

- Jest to niewątpliwie bardzo ekscytujący materiał, który można zastosować na wiele sposobów – początkowo w lotnictwie, ale potencjalnie w wielu innych dziedzinach, takich jak transport samochodowy i morski. Udało nam się wyprodukować tak ekstremalnie lekki materiał stosując kombinację ciekłego tlenku grafenu oraz polimeru, które ułożone są w taki sposób, by zamknąć wewnątrz jak najwięcej pęcherzyków powietrza. Na bardzo podstawowym poziomie technikę tę można porównać do ubijania białek jaj przy robieniu bezy. Materiał jest solidny, ale zawiera dużo powietrza, więc ma mały wpływ na wagę i można z nim osiągnąć znaczną redukcję hałasu – powiedział Michele Meo, który kierował badaniami.

Autorzy wynalazku koncentrują się obecnie na współpracy z partnerami z branży lotniczej w celu przetestowania materiału jako izolatora akustycznego w silnikach samolotowych. Jednak w dalszej perspektywie materiał będzie można wykorzystać w innych gałęziach motoryzacji oraz w budownictwie.

Podczas testów aerożel był w stanie zredukować hałas o 15,8 decybeli, co według jego twórców, zredukowałoby hałas silnika odrzutowego do poziomu hałasu wytwarzanego przez suszarkę do włosów (większość suszarek emituje hałas na poziomie 75–83 decybeli).

Uczeni szacują, że ich nowy aerożel może pojawić się na rynku w ciągu 18 miesięcy.

 

Źródło i fot.: University of Bath