Aerogelurile inspirate de bufnițe ar putea reduce vuietul grav al orașelor

Mârâitul adânc al unui autobuz care pornește, zumzetul constant al unei autostrăzi noaptea, huruitul îndepărtat al utilajelor de construcții – sunt sunete care pătrund prin pereți și ferestre. Spre deosebire de zgomotele ascuțite, care apar și dispar, frecvențele joase persistă. Ele fac să vibreze betonul și sticla, transformând locuințele și birourile în camere de rezonanță pentru un fundal mecanic continuu.

Inginerii se confruntă de mult timp cu aceste tonuri profunde. Izolarea fonică tradițională se bazează pe spume groase și grele sau pe bariere dense care blochează vibrațiile prin simpla lor masă. Funcționează, dar cu un cost: panouri voluminoase, greutate suplimentară și materiale care nu sunt întotdeauna prietenoase cu mediul.

Acum, inspirația vine de la un vânător surprinzător de tăcut: bufnița. Aceste păsări sunt cunoscute pentru zborul lor aproape silențios, datorat în parte structurii delicate a penelor. În loc de margini netede, penele au franjuri moi și straturi poroase care fragmentează turbulențele aerului și atenuează sunetul. Oamenii de știință au recreat acest principiu la o scară mult mai mică, proiectând aerogeluri din nanofibre — materiale formate din fibre extrem de fine, țesute într-o rețea poroasă, asemănătoare unui burete — capabile să capteze și să disipe zgomotul de frecvență joasă.

Un aerogel este adesea descris ca „fum solid”, deoarece este alcătuit în mare parte din aer susținut de o structură aproape imaterială. Noua versiune folosește fibre încâlcite atât de subțiri încât sunt măsurate în miliardimi de metru. Când undele sonore profunde pătrund în material, ele nu se limitează la a ricoșa. Sunt forțate să traverseze un labirint de pasaje minuscule. Pe parcurs, energia lor se transformă în cantități mici de căldură, slăbind vibrația înainte ca aceasta să se propage mai departe.

Zgomotul de frecvență joasă este deosebit de persistent, deoarece undele sale lungi se strecoară prin spații înguste și pereți subțiri. De aceea, basul din sistemul audio al unui vecin pare că traversează podeaua. Prin ajustarea atentă a distanței și densității nanofibrelor, cercetătorii au descoperit că pot viza aceste unde lungi mai eficient decât spuma convențională, folosind doar o fracțiune din grosime și greutate.

Rezultatul este un material capabil să reducă zgomotul puternic al motoarelor la niveluri considerate sigure, fără a necesita straturi groase de izolație. Deoarece aerogelurile sunt în mare parte aer, ele sunt excepțional de ușoare. Acest lucru deschide posibilități acolo unde greutatea contează: în interiorul vehiculelor, în jurul utilajelor industriale, chiar integrate în panouri de construcție fără a adăuga volum. Primele proiecte pun accent și pe sustenabilitate, folosind procese și componente menite să fie mai puțin dăunătoare decât multe spume sintetice.

Poluarea fonică este adesea tratată ca un inconvenient minor, dar efectele sale se acumulează în timp. Expunerea cronică la trafic sau la huruit industrial a fost asociată cu stres, tulburări de somn și afecțiuni cardiovasculare. Pe măsură ce orașele devin mai dense, iar vehiculele electrice introduc noi tipuri de zgomote tonale, gestionarea sunetului devine nu doar o chestiune de confort, ci și de sănătate publică.

Ceea ce face această cercetare remarcabilă nu este doar materialul în sine, ci modul în care redefinește problema. În loc să contracareze zgomotul prin masă, oamenii de știință învață din sistemele biologice care funcționează prin structură. Bufnița nu reduce la tăcere pădurea prin greutate, ci printr-o geometrie subtilă. Această schimbare — de la forța brută la finețea arhitecturală — reflectă o tendință mai amplă în știința materialelor, unde designul microscopic poate depăși simpla dimensiune.

Mai este însă drum de parcurs înainte ca aerogelurile inspirate de bufnițe să căptușească pereții orașelor sau incintele industriale. Ele trebuie să își dovedească durabilitatea, accesibilitatea și posibilitatea de producție la scară largă. Dar principiul este clar: uneori, drumul către o lume mai liniștită nu înseamnă bariere mai groase, ci soluții mai ușoare, proiectate cu grijă.

Dacă aceste materiale vor trece din laboratoare în utilizarea de zi cu zi, schimbarea poate să nu fie spectaculoasă sau vizibilă. S-ar putea manifesta pur și simplu prin absența unui zumzet grav și persistent. Într-o lume care rareori devine mai tăcută de la sine, ar fi o transformare semnificativă.