折纸晶格技术可以选择性地抑制不同频率下的交通噪声

交通噪音污染的管理一直困扰着科学家们，在很大程度上是因为人们在路上遇到的频率很广。目前，只有沉重的、像墙一样的屏障才能有效地减弱所有这些不同的声音。

来自密歇根大学安娜堡分校的研究人员将一种创新技术引入到减声褶皱中，展示了一种折纸格子原型，可能会降低道路上的噪音。这项技术使研究人员能够通过改变噪声扩散元件之间的距离来选择性地抑制不同频率的噪声。研究人员本周在《科学》杂志上报告了他们的发现每年出版”应用物理学杂志．

我们的主要贡献是开发一种自适应结构，它可以在不同对称性质的布拉维晶格之间改变周期性。众所周知，如果你以这种方式重新配置晶格结构，你将会显著地改变波的传播特性。

该研究的作者之一konwell Wang说

噪声扩散圆柱体被称为内含物，它被放置在折纸音障中弯曲成三浦折纸的铝板上，三浦折纸是一种常见的折纸技术。当随后的晶格折叠时，夹杂物被拉得更近或更远，使不同频率范围内的噪声扩散。

“晶格只有一个自由度，这使得它特别容易坍塌和膨胀，”该论文的另一位作者Manoj Thota说。

通过操纵夹杂物的晶格，交通专家可以将降噪设备调整到特定的频率范围。与较轻的车辆相比，较重的车辆产生的噪音频率更低。在非高峰时段高速行驶的汽车与遭遇交通堵塞的汽车相比，频率偏高。

虽然沿着道路排列的混凝土墙能够有效地应对各种噪音频率，但它们阻挡了风，而风会给地基增加不必要的压力。Thota说，由于它们的表面是平坦的，反射波的扩散程度不足以降低道路上的声音。如果顶部边缘是直的，斜向屏障的波的频率会导致更高的衍射，并增加声音穿过屏障的传播。

这项由研究人员进行的工作利用了周期性的声障，在这些声障中，一系列的内含物会在特定频率上减弱声音，同时使风能够通过。Thota说，缺点是这些系统都是固定的设计。因此，如果一个系统是为了减少交通堵塞的噪音而设计的，那么当汽车快速行驶时，它就没有那么有用了。

随着越来越多的司机开车上路，人们越来越担心噪音对听力损失、血压以及在学校和工作中注意力的影响。在一个原型中，Wang和Thota发现他们的屏障降低了10分贝，即90%的声压。

“原本在一英里外都能听到的交通噪音，现在只有0.3英里外的人才能听到，”Thota说。

引用其在声学二极管和波导方面的潜力，Wang说，折纸结构的好处可以扩展到减少交通噪音。

“总的来说，折纸结构为我们提供了一个适应环境变化的有效平台，”他说。