噪音已成為現(xiàn)代社會的普遍問題。而捷普的研究人員已開發(fā)出一款新型隔音超材料，可以阻攔聲波傳輸，減少噪音干擾。所謂超材料即一種特殊的人造材料，具有人工設(shè)計的精密幾何結(jié)構(gòu)，可以呈現(xiàn)出天然材料所不具備的超常物理性質(zhì)，能對電磁波或物理波產(chǎn)生影響。

超材料內(nèi)部有無數(shù)微小的幾何結(jié)構(gòu)

如今，人類對于超材料的研究正在不斷進(jìn)行且發(fā)展著。它已在不知不覺間在人類的生活中投入使用。

隱形衣的原材料——光操縱超材料

我們之所以能看到物體，主要是由于光束照在物體表面發(fā)生散射后進(jìn)入人的眼睛。而光操縱超材料內(nèi)部的納米結(jié)構(gòu)則可以控制光線的散射，讓光圍繞隱形衣“走一圈”而不散射在物體表面，從而使我們的眼睛看不到物體，產(chǎn)生所謂的隱形效果。

光操縱超材料可以操縱光的傳播方向

世界上最輕的固體——?dú)饽z

顧名思義，是一種充滿了氣體的凝膠。氣凝膠里納米級別的小孔不但令其輕盈無比，而且具有絕佳保溫隔熱特性。2018年火星探險時，美國宇航員就穿上新型氣凝膠制成的宇航服，抵抗1300℃的高溫和零下130℃的超低溫。

氣凝膠制成的宇航服可抵抗太空中極端的溫度

神奇的超材料應(yīng)用給了捷普靈感來源。既然聲音也是一種物理波，只要能找到合適的超材料，就完全有可能控制聲波的流動，讓聲波“乖乖聽話”。帶著這種前提，捷普的研究人員開始尋找合適的超材料。

在經(jīng)過不斷的實(shí)驗(yàn)與測試后，捷普終于找到一款可以控制聲波的超材料。

1. 捷普使用了什么超材料?

研究人員使用的超材料可以利用不同角度的差異影響聲音傳導(dǎo)的能力，也就是說從一個角度傳入的聲音可以正常穿過材料，而另一個角度傳入的聲音則可能會被攔截。有了這種屬性的加成，超材料就能聚焦聲音的方向，定向、精準(zhǔn)地控制聲波的傳輸。

聲音的傳播方向也能定向操控

2. 捷普如何獲取超材料?

3D打印一直是捷普專注的重點(diǎn)之一。捷普的藍(lán)天創(chuàng)新中心一直使用3D打印技術(shù)進(jìn)行硬件和軟件的設(shè)計與開發(fā)，將3D打印技術(shù)應(yīng)用在生產(chǎn)制造方面也有著豐富的經(jīng)驗(yàn)。通過3D打印技術(shù)，捷普的研究團(tuán)隊(duì)能夠控制超材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方向，生產(chǎn)出形狀極其復(fù)雜、精密的組件，使聲波進(jìn)入材料內(nèi)部后的行進(jìn)方向被準(zhǔn)確改變，從而將其反射回到聲源或其他指定方向。

3D打印已成為捷普生產(chǎn)中的重要組成

3. 隔音超材料未來有哪些應(yīng)用?

與傳統(tǒng)厚重密實(shí)的隔音材料相比，捷普合成的超材料結(jié)構(gòu)更輕便，而3D打印的技術(shù)手段則為超材料提供了量產(chǎn)的可能，這意味著未來成本有很大的下降空間。

同時，這種材料應(yīng)用場景相當(dāng)豐富，可用于密閉空間中幫助降噪，也可以用來控制聲音的大小和走向;可以作為獨(dú)立的防護(hù)措施使用，也可以與現(xiàn)有的隔音技術(shù)結(jié)合使用。

現(xiàn)在，捷普的研究人員正在探索如何將這種材料應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)中。或許未來的某一天，一種又輕又薄的強(qiáng)力隔音材料將進(jìn)入人們的生活，幫助打造高品質(zhì)的生活空間，讓我們永遠(yuǎn)告別噪音。