Hai bisogno di ridurre i rumori acuti? La scienza potrebbe avere una risposta.

In un nuovo studio, i fisici teorici riferiscono che i materiali realizzati con catene affusolate di perline sferiche potrebbero aiutare a smorzare i suoni che si trovano nella gamma superiore dell'udito umano o appena oltre.

L'impatto di tali rumori sulla salute è incerto. Ma alcune ricerche suggeriscono che gli effetti potrebbero includere nausea, mal di testa, vertigini, udito alterato o altri sintomi.

"C'è una discreta quantità di roba ultrasonica intorno a noi, e gran parte di essa ha effetti sconosciuti. Nelle zone più calde, hai sistemi di controllo dei parassiti che dipendono fortemente dalle emissioni ultrasoniche per scacciare i parassiti. Hai gli ultrasuoni dai macchinari, dalla perforazione. Alcune lampade possono emettere questi rumori ad alta frequenza, "dice Surajit Sen, dottorato di ricerca, professore di fisica all'Università del Buffalo College of Arts and Sciences. "Cosa fa al nostro udito? E in cambio, cosa fa al nostro cervello?

"A causa di queste incognite, abbiamo pensato che sarebbe stato di potenziale valore progettare un sistema che eliminasse il suono ad alta frequenza".

La nuova ricerca compare nel volume di febbraio 2020 di Materia Granulare ed è stato pubblicato online sulla rivista nel novembre 2019.

Sen è coautore dello studio con Luís Paulo Silveira Machado, dottorato di ricerca, professore di fisica all'Università Federale del Pará in Brasile. Machado ha svolto parte del lavoro come visiting scholar presso UB con il sostegno finanziario della sua università di origine, e la ricerca di Sen è stata parzialmente supportata da una borsa di studio per l'eccellenza accademica e professionale Fulbright-Nehru.

Lo studio ha utilizzato la modellazione computazionale per esplorare quanto bene i vari materiali avrebbero smorzato i suoni in arrivo con frequenze fino a 20 kilohertz, abbastanza alte da consentire solo ad alcune persone di sentire questi rumori.

Machado e Sen hanno ricercato una serie di materiali, tutti realizzati con perline sferiche di varie dimensioni circondate da pareti di plastica.

Il miglior allestimento che hanno trovato consisteva in catene affusolate di perline fatte di un metallo chiamato carburo di tungsteno, alternato a catene affusolate di perline realizzate con una plastica chiamata Delrin. Nelle simulazioni al computer, questo sistema ha aiutato efficacemente a filtrare i rumori ad alta frequenza di volume variabile, riducendo notevolmente questi suoni.

Gli scienziati non hanno ancora testato il materiale in laboratorio. Ma se funziona, il sistema di filtraggio del rumore potrebbe essere utilizzato in cuffie o altre barriere che smorzano il suono ad alta frequenza, dicono i ricercatori.

"Un vantaggio del dispositivo proposto è la sua semplice configurazione:sfere sferiche opportunamente confinate e posizionate, " dice Machado. "Questa proposta permette un prototipo di facile costruzione, con basso costo e poca manutenzione. Inoltre, la sua configurazione è scalabile, essendo adattabile per piccoli o grandi volumi. Il nostro prossimo passo è reindirizzare i segnali di uscita, che è in fase di studio".