Materiais Avanados
Redação do Site Inovação Tecnológica – 15/08/2025
Mecanismo de operao dos absorvedores acsticos baseados em metamateriais.
[Imagem: Nengyin Wang et al. – 10.1093/nsr/nwaf199]
Isolamento acstico
Imagine ter um produto para vender que tenha aplicaes em carros, avies, casas e apartamentos em reas de grande trnsito de veculos ou ambientes industriais e, mais importante, um produto que no tem concorrente no mercado.
Esse produto, no qual qualquer investidor apostaria, um revestimento acstico antirrudos, mas para ter sucesso ele deve ter uma caracterstica crucial: Ser capaz de absorver de modo eficiente sons de baixa frequncia em banda larga. Caractersticas adicionais bem-vindas incluem ser leve e fino e, se possvel, flexvel, para se adaptar facilmente aos ambientes sem grandes exigncias de peso e espao.
No por acaso, superar os limites fsicos da absoro de rudos de baixa frequncia tornou-se o foco central da pesquisa acstica. E quem saiu na frente foi Nengyin Wang e colegas da Universidade Tongji, na China.
Wang criou um metamaterial absorvedor de sons capaz de abranger sete oitavas, amortecendo rudos de 100 Hz a 12.800 Hz – a faixa de frequncia da audio humana tpica estende-se de 20 Hz a 20.000 Hz.
Os metamateriais nasceram na busca por mantos de invisibilidade contra diversos tipos de radiao, da luz visvel s ondas de terremotos, mas agora j se espalharam por praticamente todos os campos de pesquisa.
O segredo est nos elementos bsicos deste novo metamaterial acstico, conhecidos como meta-tomos ou nanoantenas. Para construir os elementos bsico do seu revestimento acstico a equipe usou ressonadores de Helmholtz em cascata e uma malha de arame ultrafina. Com um ajuste preciso das caractersticas de ressonncia dos elementos, o absorvedor alcanou um coeficiente de absoro mdio de 0,944 ao longo de toda a sua banda de sete oitavas.
Prottipo do absorvedor acstico de banda ultralarga, cobrindo sete oitavas.
[Imagem: Nengyin Wang et al. – 10.1093/nsr/nwaf199]
Aplicaes em outras ondas
Para alcanar um controle preciso da densidade de modo, das frequncias de ressonncia e das caractersticas de perda, a equipe introduziu um mecanismo que eles chamam de “modulao de densidade de modo ponderado por fator de qualidade” (ponderado por Q).
Essa abordagem melhorou significativamente a largura de banda e a eficincia de absoro, resultando em um absorvedor cuja faixa operacional cobre uma ampla faixa do espectro audvel.
Segundo a equipe, essa metodologia e tcnica de fabricao estabelecem um novo paradigma para o projeto de absorvedores acsticos de banda larga de alto desempenho. O perfil compacto e o desempenho excepcional permitiro aplicaes na reduo de rudo aeroespacial e no controle preciso de ambientes acsticos, mesmo os mais complexos.
Alm disso, a teoria de modulao por densidade de modo ponderado Q, desenvolvida pela equipe, ter uma aplicabilidade universal, podendo se estender a outros sistemas de ondas, como ondas eletromagnticas e elsticas, oferecendo novos impulsos nas tecnologias de modulao de ondas, o campo de atuao dos metamateriais e das metassuperfcies.
Bibliografia:
Artigo: Seven-octave ultrabroadband metamaterial absorbers via quality-factor-weighted mode density modulation
Autores: Nengyin Wang, Sibo Huang, Zhiling Zhou, Din Ping Tsai, Jie Zhu, Yong Li
Revista: National Science Review
DOI: 10.1093/nsr/nwaf199
Outras notcias sobre:
