Een team van onderzoekers van de Yonsei University in Korea en de Hokkaido University in Japan, heeft een metamateriaalapparaat ontwikkeld dat een veel betere dan normale geluidsoverdracht tussen water en lucht mogelijk maakt. In hun paper gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven , de onderzoekers beschrijven hun apparaat, hoe het werkt en hoe het moet worden verbeterd.

Normaal gesproken, het is bijna onmogelijk om onderwatergeluid uit de lucht erboven te horen - hetzelfde geldt omgekeerd. Dit komt doordat akoestische impedantie een geluidsbarrière vormt. Geluidsgolven weerkaatsen van de barrière, voorkomen dat ze ontsnappen. In deze nieuwe poging de onderzoekers pasten een metamateriaalapparaat (een meta-oppervlak) toe op de barrière die in wezen dient als een tunnel tussen het water en de lucht, meer geluidsgolven doorlaten.

Het metamateriaalapparaat dat het team heeft gebouwd, bestaat uit een cilindrische metalen buitenschaal die veel lijkt op de velg van een autoband. Het heeft een gesegmenteerd rubberen membraan in het midden met een gewicht om het strak te houden. Het apparaat drijft op het water. Een persoon die erover in de lucht zweeft, kan geluiden van onder het oppervlak horen die normaal niet hoorbaar zijn.

Normaal gesproken, slechts 0,1 of 0,2 procent van de geluidsgolven kan door de water/luchtbarrière dringen, maar bij het testen van hun nieuwe apparaat, de onderzoekers ontdekten dat het de geluidsoverdracht in die mate verhoogde dat tot 30 procent van de golven erdoorheen kwam.

Het apparaat zou in theorie kunnen worden gebruikt om te helpen bij menselijke communicatie tussen mensen in het water en mensen boven het oppervlak, of om te luisteren naar zeedieren die hieronder bewegen, maar het heeft twee grote nadelen die het gebruik ervan waarschijnlijk zullen beperken. De eerste is dat het alleen geluidsgolven kan passeren die er direct onder vandaan komen - diagonale golven worden nog steeds weggekaatst. Het tweede probleem is dat het alleen werkt voor een bepaald beperkt frequentiebereik - van ongeveer 600 tot 800 Hz. Mogelijk, beide problemen zouden kunnen worden opgelost door arrays van individuele apparaten te bouwen die verschillende frequenties kunnen doorgeven en voldoende om een ​​groot gebied te bestrijken.

© 2018 Tech Xplore