I ricercatori della North Carolina State University e della Nanjing University hanno sviluppato un diffusore sonoro "ultrasottile" che è 10 volte più sottile dei diffusori ampiamente utilizzati che si trovano negli studi di registrazione, sale da concerto e cinema per ridurre gli echi e migliorare la qualità del suono. Il nuovo design utilizza meno materiale, che ridurrebbe i costi, oltre a occupare molto meno spazio.

In una tipica stanza con pareti piatte, le onde sonore di solito rimbalzano sulle pareti, come la luce riflessa da uno specchio. Questo crea echi e onde sonore sovrapposte che si traducono in una qualità del suono non uniforme a seconda di dove ti trovi nella stanza.

"I diffusori sonori sono pannelli posizionati sulle pareti e sul soffitto di una stanza per disperdere le onde sonore in molte direzioni diverse, eliminando echi e riflessi sonori indesiderati, migliorando in definitiva la qualità del suono, "dice Yun Jing, un assistente professore di ingegneria meccanica e aerospaziale presso la NC State e corrispondente autore di un articolo sul lavoro.

Ma i diffusori più utilizzati, detti diffusori Schroeder, può essere molto ingombrante. Questo perché la dimensione di un diffusore è governata dalla lunghezza d'onda del suono che deve diffondere. Nello specifico, la profondità di un diffusore Schroeder è circa la metà della lunghezza d'onda del suono più basso di cui ha bisogno per diffondere.

Per esempio, la voce di un uomo tipico può arrivare fino a 85 hertz, con una lunghezza d'onda di 4 metri o 13,1 piedi. Se questo è il suono più basso che il diffusore Schroeder dovrà affrontare, il diffusore dovrebbe avere uno spessore di circa 2 metri o poco più di 6,5 piedi.

Ma il nuovo, il design del diffusore ultrasottile richiede uno spessore che è solo il 5% della lunghezza d'onda del suono. Così, invece di avere uno spessore di 2 metri, sarebbe solo 20 centimetri - o meno di 8 pollici - di spessore.

"I diffusori sono spesso di legno, quindi il nostro design userebbe 10 volte meno legno rispetto al design del diffusore Schroeder, " dice Jing. "Ciò risulterebbe più leggero, diffusori meno costosi che consentono alle persone di utilizzare meglio il proprio spazio."

Questa riduzione dello spessore del diffusore è resa possibile dal design delle singole celle del diffusore.

Un diffusore Schroeder si presenta come un pannello di quadrati equidistanti, identici in lunghezza e larghezza, ma variano in profondità.

Il diffusore ultrasottile è composto anche da quadrati equidistanti, ma i quadrati sembrano essere di dimensioni diverse. Questo perché ciascuno dei quadrati è in realtà un'apertura che si apre in un sottile, camera sottostante. Queste camere hanno tutte dimensioni identiche, ma la dimensione delle aperture varia in modo significativo, ottenendo la stessa diffusione sonora dei diffusori Schroeder molto più grandi.

"Abbiamo costruito prototipi perfettamente funzionanti utilizzando una stampante 3D, e funziona, " dice Jing. "Il design dovrebbe funzionare altrettanto bene usando il legno".

La carta, "Diffusore Schroeder ultrasottile basato su metasuperficie acustica, " è pubblicato sulla rivista dell'American Physical Society Revisione fisica X .