低周波騒音に長期間さらされると、多くの健康被害が発生する可能性があるが、その解決策は意外なもの、ピンポン玉にあるかもしれない。
従来、ピンポン玉は、卓球の速いテンポのゲームで空中を疾走する中空のプラスチックボールと考えられてきたが、少し手を加えるだけで、都会の騒音を吸収するのに役立つ。
低周波騒音は、都市部、道路周辺、空港のそばなど、どこにでも存在する。
音響景観のバックグラウンドとして聞こえる可能性はあるものの、耳痛、呼吸障害、過敏性、その他の長期的な悪影響を引き起こす可能性がある。
低周波騒音は、様々な音源から発生し、高周波音に比べて構造物の影響を受けにくいため、避けることが難しい。
リール大学とアテネ国立工科大学の研究者は、ピンポン玉をヘルムホルツ共振器として使用し、安価でありながら効果的な低周波遮音を実現する音響メタサーフェスについて述べている。
「ヘルムホルツ・ピンポンボール共振器のメタサーフェスによる低周波遮音」と題されたこの研究は、Journal of Applied Physics誌に掲載された。
「ピンポン玉はよく知られた日常的な物体であり、世界中に大量に存在している。私たちの動機は、このような簡単に手に入るものを使って、低周波絶縁パネル構造を作ることでした。したがって、ピンポン玉は、低コストとリサイクルの可能性の両方において、経済的な音響絶縁体の代替品となるのです。」
音響メタサーフェスは、音波を操作するために特別に設計された材料である。
このメタサーフェスは、ヘルムホルツ共振器をモデル化し、それぞれに小さな穴を開けた中空のピンポン球を使用している。
「ヘルムホルツ共振器は、周囲の音波をその固有周波数で正確に捉えるユニークな能力を持っており、細いネックで環境とつながっている空洞として表現することができます。」とサバット氏は言う。
「この研究の独創性は、2つの共振器間の結合の影響を考慮し、2つの共振周波数を発生させたことです。」
共振周波数が増えるということは、装置がより多くの音を吸収できることを意味する。
研究者たちは、2つの共振器が結合した時点で、さらに共振器を増やし、装置が穴のあいたピンポン玉の四角いシートのようになり、吸収できる共振周波数の数が倍増した。
ボールの数、穴の数、穴の大きさを調整することで、研究者たちはメタサーフェスの音響特性を変えることができ、高価な材料を使わずに吸音パネルを設計することが可能であることを証明した。
「このメタサーフェスの可能性は、遮音だけではありません。このメタサーフェスの可能性は遮音性だけにとどまりません。これらの機能には、集音、従来とは異なる音の反射、音の透過操作などが含まれます。」
リンク先はTechXploreというサイトの記事になります。（英文）
