Is het mogelijk om een raam te ontwikkelen, dat wel lucht doorlaat, maar geen geluid? Jazeker! Twee Zuid-Koreaanse wetenschappers ontwikkelden een uniek geluidswerend raam.
Geluidsoverlast is één van de grootste problemen in hedendaagse steden. Het geluid van vervoersmiddelen, buren of bouwwerkzaamheden kan de kwaliteit van leven aantasten. Vandaar dat de wetenschap op zoek is naar geluidswerende ramen, die niet duurder zijn dan hedendaagse ruiten.
Nog lastiger is het om een geluidswerend raam te ontwikkelen dat lucht doorlaat. Lucht en geluid zijn namelijk met elkaar verbonden. Toch slaagden onderzoekers Sang-Hoon Kima en Seong-Hyun Lee erin om een geluidswerend, luchtdoorlatend raam te maken.
Negatieve compressiemodulus
Het raam van de wetenschappers scheidt lucht en geluid. Het geluid wordt vervolgens gedempt, terwijl het lucht via een speciaal kanaal door het raam reist. Het ontwerp maakt gebruik van materiaal met een negatieve compressiemodulus. De compressiemodulus van een materiaal zegt iets over de weerstand tegen compressie. Dit is een belangrijke factor bij het bepalen van de snelheid waarmee geluid door een materiaal beweegt. Een materiaal met een negatieve compressiemodulus dempt het geluid exponentieel, waardoor het erg stil is aan de andere kant van het raam.
Het is echter heel moeilijk om een materiaal te ontwikkelen met een negatieve compressiemodulus. Kima en Lee ontwikkelden een resonantiekamer, waarin de resonante krachten zich verzetten tegen elke druk. De kamer bestaat uit twee parallelle platen van transparant acrylplastic, die veertig millimeter van elkaar zijn gescheiden. In de platen is een gat geboord. Dit gat laat lucht door. Wanneer geluid tussen deze twee wanden resoneert, wordt het geluid flink gedempt.
Lage en hoge frequenties
De onderzoekers laten weten dat er ook grote geluidswerende ramen gemaakt kunnen worden. Deze grotere ramen dempen 20 tot 35 decibel geluid op verschillende frequenties. Door het gat te vergroten of te verkleinen houdt het raam geluid tegen op specifieke frequenties. Dit maakt het nieuwe ontwerp goed inzetbaar voor verschillende vormen van geluidsoverlast, bijvoorbeeld geluidsoverlast door klotsende golven (lage frequentie) of door bouwwerkzaamheden (hoge frequentie).
