Forskere opnår 3D-akustisk gulvtæppet kappe med Black Panther-lignende funktioner

Cloaking er en af ​​de mest iøjnefaldende teknologier i sci-fi-film. I to Marvel -film fra 2018, Sort panter og Avengers:Infinity War , fiktionslandet Wakanda, en teknologisk avanceret afrikansk nation, er afskærmet fra omverdenen ved hjælp af metalvibraniet.

Imidlertid, i den virkelige verden, hvis du vil skjule noget, du skal bedrage ikke kun øjnene, men også ørerne, især i undervandsmiljøet. For nylig, et forskerhold ledet af prof. YANG Jun fra Institute of Acoustics (IOA) fra det kinesiske videnskabsakademi designet og fremstillede en 3-D undervandsakustisk tæppemantel (UACC) ved hjælp af transformationsakustik. Undersøgelsen blev offentliggjort online i Anvendt fysik bogstaver den 1. juni.

Som et skjold, gulvtæppet er en materialeskal, der kan reflektere bølger, som om de reflekterede fra en plan overflade. Derfor, det tildækkede mål bliver uopdageligt for undervandsdetekteringsinstrumenter som ekkolod. Ved hjælp af transformationsakustik, forskergruppen færdiggjorde først 2-D undervandsakustisk tæppemantel med metamateriale sidste år ( Videnskabelige rapporter , 6. april kl. 2017). Imidlertid, denne struktur fungerer kun i to dimensioner, og bliver umiddelbart påviselig, når en tredje dimension introduceres.

For at løse dette problem, YANG Jun og hans IOA -team kombinerede transformationsakustik med en rimelig skaleringsfaktor, udarbejdet parametrene, og redesignede enhedscellen i 2-D kappen. De designede 3D-akustisk tæppekåbe under vandet og foreslog derefter en fremstillings- og samlingsmetode til fremstilling af den. 3D-kappen kan skjule et objekt fra top til bund og håndtere komplekse situationer, såsom akustisk detektion i alle retninger.

3-D undervandsakustisk tæppe kappe er en pyramide omfattende otte trekantede pyramider; hver trekantet pyramide er sammensat af 92 stålstrimler ved hjælp af et rektangelgitter, ligner en wafer -kiks. Mere levende, ved at fjerne kernen fra en stor solid pyramide, det er muligt at skjule noget sikkert i det resterende hule rum.

"For at lave en 3-D akustisk tæppe under vandet, forskere havde brug for at konstruere strukturen med 2-D periode, undersøge indflydelsen af ​​enhedscellens resonans, undersøge camouflage -effekten ved prøvekamens højderyg, og andre problemer. Ud over, fremstilling og samling af 3D-enheden krævede et mere detaljeret design. Udvidelsen af ​​UACC fra 2-D til 3-D repræsenterer vigtige fremskridt inden for anvendt fysik, "sagde YANG.

I eksperimentelle test, en kort gaussisk puls spredte sig mod målet dækket af tæppekappen, og bølgerne spredte sig tilbage mod deres oprindelse. Det tilslørede objekt efterlignede med succes den reflekterende overflade og blev ikke opdaget af lyddetekteringsteknologi. I mellemtiden, de målte akustiske trykfelter fra den lodrette visning demonstrerede effektiviteten af ​​den designede 3D-struktur i alle retninger.

"Som det næste trin, vi vil forsøge at gøre 3-D undervandsakustisk tæppemantel mindre og lettere, "sagde YANG.