تطوير نسيج حريري قادر على الغاء الضوضاء!

في دراسة رائدة، نجح فريق من الباحثين من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) في تطوير نسيج حريري مبتكر يلغي الضوضاء باستخدام الاهتزازات. وتتمتع هذه المادة الرائعة بالقدرة على تحويل البيئات الصاخبة إلى مساحات هادئة، مما يجعلها مثالية للاستخدام في السيارات والغرف ومساحات العمل المفتوحة.

يعتمد العمل الرائد لباحثي معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا على دراساتهم السابقة حول الميكروفونات القماشية، حيث قاموا بخياطة خيط واحد من الألياف الكهرضغطية (piezoelectric) في القماش لالتقاط الموجات الصوتية. ومن خلال تطبيق إشارة كهربائية على الألياف الكهرضغطية، تمكن الباحثون من توليد موجات صوتية يمكنها إلغاء الضوضاء غير المرغوب فيها. يستخدم هذا النهج المبتكر القماش لخلق الصمت، بدلاً من مجرد تقليل مستويات الضوضاء.

وباء الضوضاء

نحن نعيش في عالم حيث الضوضاء جزء لا يتجزأ من حياتنا اليومية. وتعد الضوضاء غير المرغوب فيها مشكلة واسعة النطاق تؤثر علينا جميعًا. ولكن هل تعلم أن التلوث الضوضائي ليس مجرد مصدر إزعاج، بل هو مصدر قلق صحي خطير؟ تم ربط التعرض المزمن للضوضاء الصاخبة بزيادة مستويات التوتر والقلق وحتى أمراض القلب والأوعية الدموية.

في الواقع، تشير تقديرات منظمة الصحة العالمية إلى أن التلوث الضوضائي مسؤول عن خسارة أكثر من مليون سنة من الحياة الصحية في أوروبا الغربية وحدها. كما أن العبء الاقتصادي الناجم عن التلوث الضوضائي مذهل أيضا، حيث تشير التقديرات إلى أنه يكلف الاقتصاد الأوروبي نحو 40 مليار يورو سنويا.

يشير التلوث الضوضائي إلى الأصوات غير المرغوب فيها التي يمكن أن تتداخل مع أنشطتنا اليومية ونومنا ونوعية حياتنا بشكل عام. ويمكن أن تأتي من مجموعة واسعة من المصادر، بما في ذلك حركة المرور، وأعمال البناء، وحتى الأجهزة المنزلية.

إن تأثير التلوث الضوضائي محسوس في جميع أنحاء العالم، وتتأثر المناطق الحضرية بشكل خاص. في المدن، يمكن أن يكون الضجيج المستمر مرهقًا، مما يجعل من الصعب على الناس الاسترخاء والتركيز. وتتفاقم المشكلة بسبب زيادة كثافة المدن، مما يعني أن مصادر الضوضاء غالبا ما تتركز في مناطق صغيرة، مما يضخم تأثيرها.

نسيج حريري يلغي الضوضاء

لقد دفع باحثو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) حدود الابتكار من خلال إنشاء نسيج حريري ثوري يمكنه قمع الصوت باستخدام الاهتزازات. أصبحت هذه المادة المتطورة ممكنة عن طريق نسج ألياف خاصة تهتز عند تطبيق إشارة كهربائية. ويمكن تسخير هذه الاهتزازات لتوليد موجات صوتية تتداخل مع الضوضاء غير المرغوب فيها وتلغيها، على غرار سماعات إلغاء الضوضاء. ولكن هذا ليس كل شيء، فقد اكتشف الباحثون أيضًا أنه من خلال إبقاء القماش ثابتًا، يمكنه منع انتقال الموجات الصوتية، مما يجعله مادة فعالة لكتم الضوضاء.

تسمح الخصائص الفريدة للنسيج بقمع الصوت بطريقتين مختلفتين. عند تطبيق إشارة كهربائية، تهتز الألياف الكهرضغطية، مما يولد موجات صوتية يمكنها إلغاء الضوضاء. ومع ذلك، عندما يظل القماش ثابتًا، تتوقف الاهتزازات، مما يمنع انتقال الموجات الصوتية عبر المادة. لقد فتح هذا النهج المبتكر إمكانيات جديدة لإنشاء مساحات أكثر هدوءًا في أماكن مختلفة، بدءًا من السيارات والغرف وحتى مساحات العمل المفتوحة.

إن اكتشاف الباحثين له آثار كبيرة على التحكم في الضوضاء في الممارسة العملية. ومن خلال تطبيق إشارة كهربائية على الألياف الكهرضغطية، يمكن استخدام القماش لإلغاء الموجات الصوتية غير المرغوب فيها، مما يجعله مثاليًا للاستخدام في البيئات الصاخبة. علاوة على ذلك، فإن قدرة القماش على منع نقل الصوت تعني أنه يمكن استخدامه لإنشاء فواصل في مساحات العمل المفتوحة أو جدران رقيقة تمنع مرور الصوت. ومع استمرار الباحثين في تحسين اكتشافهم، يمكننا أن نتوقع رؤية انخفاض كبير في التلوث الضوضائي في المستقبل القريب.

• كيف صُنعت الأقمشة في العصور الوسطى؟
• كيف يؤثر تصميم الصوتيات في المدارس على العملية التعليمية؟
• المناطق الصاخبة تزيد من خطورة الإصابة بسكتة دماغية
• ما هو الإجهاد البيئي؟
• كيف نقلل التلوث الضوئي في مدننا؟

مستقبل الهدوء

أحد الجوانب الواعدة لهذه التكنولوجيا هو قدرتها على تحويل البيئات الصاخبة إلى مساحات هادئة. تخيل أن المدارس والمستشفيات والمكاتب أصبحت واحات من الهدوء، حيث يمكن للطلاب والمرضى والعاملين التركيز والنجاح. ومن خلال دمج هذا النسيج في التصميم المعماري، يمكننا إنشاء مباني تعمل بشكل فعال على تقليل التلوث الضوضائي، وتحسين نوعية الحياة بشكل عام لسكان المناطق الحضرية.

ومع استمرار الباحثين في استكشاف إمكانيات هذا النسيج، يمكننا أن نتوقع رؤية تطبيقات مبتكرة في مجالات غير متوقعة. على سبيل المثال، يمكن استخدام النسيج المانع للضوضاء لإنشاء معدات رياضية “صامتة”، مما يسمح للرياضيين بالتركيز على أدائهم دون تشتيت الانتباه. أو يمكن دمجها في الملابس والإكسسوارات، مما يمنح الناس شعورًا بالهدوء في حياتهم اليومية.

مستقبل الهدوء لا يتعلق فقط بالراحة؛ بل يتعلق أيضًا بتحسين رفاهيتنا الجماعية. حيث تم ربط التلوث الضوضائي بمشاكل صحية مختلفة. ومن خلال خفض مستويات الضوضاء، يمكننا إنشاء بيئات أكثر صحة واستدامة تدعم ازدهار الإنسان.

المصادر

The Future of Silence Is Here: MIT’s Noise-Canceling Silk | scitechdaily

Single Layer Silk and Cotton Woven Fabrics for Acoustic Emission and Active Sound Suppression | advanced materials