En ung forsker har påvist, at metamaterialer ikke blot i teorien, men også i praksis har lovende effekt som lydisolering.
Gennem de senere år har der været en del forskning i anvendelse af metamaterialer til lydisolering. Metamaterialer er ikke et nyt materiale, men derimod velkendt materiale, der optræder i en særlig to- eller tredimensionel struktur. Ved at påføre en sådan struktur til en væg, kan lydisoleringen øges, så man eksempelvis ikke kan høre bassen fra naboens musik så tydeligt.
Det sker ved, at metamaterialer reducerer forplantningen af vibrationer, som lidt forenklet sagt er dem, der skaber støjen. Hidtil har arbejdet med metamaterialer primært været teoretisk, men på DTU Elektro er der fokus på at afprøve materialets lydisolerende effekt i virkeligheden.
”Det er vigtigt for mig, at studierne i metamaterialer ikke bare er rent akademiske, men at vi finder frem til en anvendelse, der er udformet så enkelt og robust, at virksomheder kan arbejde med den og anvende den i deres lydisolering af vægge i bygninger,” siger Javier Hernan Vazquez, der står bag DTU’s forskning på området.
Målinger på modeller
I første omgang har Javier Hernan Vazquez’ målinger vist, at lydniveauet kan dæmpes betragteligt, nemlig med 10dB i frekvensområdet fra 100 Hz til 4 KHz, når metamaterialer tilføjes en væg. Det er resultatet i den standardmåling, som industrien anvender ved måling af lydisolering.
Det er en pæn reduktion af støjniveauet, som Javier Hernan Vazquez dog gerne vil kunne forbedre yderligere, da forbedringer i et frekvensområde ofte medfører forringelser på andre frekvenser. Det vil ske i takt med, at målingerne skal gennemføres på stadig større fysiske modeller.
I første omgang skal metamaterialernes lydisolerende effekt testes på en lille fysisk model på ca. 25 x 25 cm og derefter i større skala, eksempelvis på en model af et stykke væg, der er på størrelse med en dør.
I praksis påføres metamaterialerne som et ensartet mønster på væggen bestående af en stålbrik på 30 x 30 mm, der har en underliggende gummifod, som limes på væggen. Det giver den særlige struktur, der har vist sig at have meget lovende lydisolerende effekter.
”Hvis metoden skal anvendes i praksis, er vi dog også nødt til at se på, hvordan vi kan udarbejde en løsning, så industrivirksomheder på en enkel måde kan tilføje strukturen og ikke som på min lille model lime hvert enkelt element på,” siger Javier Hernan Vazquez.
Virksomheder, der arbejder med lydisolerende materiale til vægge, har da også været interesseret i de første resultater med metamaterialer, men er skeptiske over for, om løsningerne kan gøres så enkle, at det bliver muligt at anvende dem i praksis.
Javier Hernan Vazquez håber, at det kan ske i løbet af de kommende 5-10 år, hvor anvendelsen af metamaterialer måske også kan udvides til at omfatte lydisolering i eksempelvis fly og biler.
Forskningen er del af et Signatur-projekt, der er et samarbejde mellem DTU og Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) om metamaterialer til anvendelse som lydisolering, stråling og absorbering.