[Imagem: MIT/Divulgação]
Tecido antirruído
Um fino tecido de seda pode se tornar a última palavra em termos de supressão de ruídos, mantendo ambientes imunes ao barulho do lado de fora.
Ao contrário das tecnologias antirruído atuais, baseadas em materiais espessos, o tecido tem mais ou menos a espessura de um fio de cabelo humano.
Seu segredo está em fibras especiais que vibram quando recebem uma tensão elétrica. Os pesquisadores aproveitaram essas vibrações para suprimir o som de duas maneiras diferentes, que equivalem às tecnologias eletrônicas mais modernas de isolamento de som e cancelamento ativo de ruídos .
No primeiro modo, o tecido vibrante gera ondas sonoras que interferem em um ruído indesejado para cancelá-lo, semelhante aos fones de ouvido com cancelamento de ruído, uma tecnologia muito eficiente mas que até agora só funcionava bem em espaços pequenos como seus ouvidos, mas não em ambientes grandes, como salas, carros ou aviões.
Na segunda técnica, mais surpreendente, o tecido é mantido imóvel para suprimir as vibrações que são fundamentais para a transmissão do som. Isso evita que o ruído seja transmitido através do tecido, diminuindo seu volume. Esta segunda abordagem permite a redução de ruído em espaços muito maiores, como carros, quartos, salas e até ambientes empresariais, para a separação de áreas dentro de um grande escritório, por exemplo.
Alto-falante de tecido
A pesquisadora Grace Yang, do MIT, trabalhou com materiais comuns, como seda, lona e musselina, criando diversas versões de tecidos supressores de ruído, de olho em torná-los práticos de implementar em espaços do mundo real.
Inicialmente, a equipe costurou fios de fibra piezoelétrica nos tecidos. Os materiais piezoelétricos produzem um sinal elétrico quando dobrados, comprimidos ou pressionados. Quando uma sonda sonora atinge o tecido, ela o faz vibrar; a fibra piezoelétrica então faz seu trabalho, convertendo essas vibrações em um sinal elétrico, efetivamente capturando o som. Esse tecido tornou-se um microfone tão sensível que escuta até seus batimentos cardíacos.
Agora eles inverteram essa ideia para criar um alto-falante de tecido que pode ser usado para cancelar as ondas sonoras que chegam. "Embora possamos usar tecido para criar som, já existe muito ruído em nosso mundo. Achamos que criar silêncio poderia ser ainda mais valioso," justificou Yang.
O tecido pode suprimir o som gerando ondas sonoras que interferem com um ruído indesejado para cancelá-lo (figura C) ou ser mantido imóvel para suprimir vibrações que são fundamentais para a transmissão do som (figura D).
[Imagem: Grace Yang et al. - 10.1002/adma.202313328]
A melhor versão para a supressão direta do som consiste em um alto-falante de tecido de seda, que emite ondas sonoras que interferem destrutivamente nas ondas sonoras indesejadas. Para isso, as vibrações da fibra piezoelétrica são controladas eletricamente para que as ondas sonoras emitidas pelo tecido sejam opostas às ondas sonoras indesejadas que atingem o tecido, resultando no cancelamento ativo de ruído.
Entre as ideias práticas de uso, a equipe sugere empregar o tecido para fazer divisórias em espaços de trabalho abertos, ou criar paredes finas de tecido que impeçam a passagem do som.
A equipe também criou fibras digitais que tornam roupas programáveis e inteligentes.
[Imagem: Roni Cnaani]
Espelho para o som
Surpreendentemente, os pesquisadores descobriram que basta segurar o tecido suspenso para que o som seja refletido por ele, essencialmente um fino pedaço de seda que reflete o som, de modo semelhante a um espelho refletindo a luz.
Os experimentos também revelaram que tanto as propriedades mecânicas do tecido quanto o tamanho dos seus poros afetam a eficiência da geração de som. Embora a seda e a musselina tenham propriedades mecânicas semelhantes, os poros menores da seda produziram um alto-falante de tecido melhor. Mas o tamanho efetivo dos poros também depende da frequência das ondas sonoras que se quer suprimir: Se a frequência for suficientemente baixa, mesmo um tecido com poros relativamente grandes poderá funcionar bem, disse Yang.
No modo de supressão direta, o tecido de seda reduz o volume dos sons em até 65 decibéis (quase tão alto quanto uma conversa humana entusiasmada). No modo de supressão mediada por vibração, o tecido pode reduzir a transmissão do som em até 75%.
Mas, por enquanto, tudo isso funciona apenas para sons de frequências específicas, o que é diferente do ruído do trânsito, por exemplo. A equipe já se prepara para aprimorar o tecido para bloquear sons de múltiplas frequências, mas isso provavelmente exigirá um processamento de sinal e circuitos eletrônicos adicionais.
Bibliografia:
Artigo: Single Layer Silk and Cotton Woven Fabrics for Acoustic Emission and Active Sound Suppression
Autores: Grace H. Yang, Jinuan Lin, Henry Cheung, Guanchun Rui, Yongyi Zhao, Latika Balachander, Taigyu Joo, Hyunhee Lee, Zachary P. Smith, Lei Zhu, Chu Ma, Yoel Fink
Revista: Advanced Materials
DOI: 10.1002/adma.202313328
