Lärm dämpfen: Sie testen neue Materialien, um stille Räume zu schaffen

Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben das Ergebnis einer multidisziplinären Studie zur Entwicklung eines Seidengewebes veröffentlicht, das in der Lage ist, unerwünschte Geräusche zu unterdrücken.

Durch die Analyse des Verhaltens traditioneller Gewebe konnten ihre Eigenschaften als Emitter oder Schalldämpfer bestimmt werden. Es zeigte sich, dass die Größe der Poren im Verhältnis zur Dicke des Gewebes einen direkten Einfluss auf die Fähigkeit hat, den Schall zu dämpfen. Das Verhalten eines bestimmten Gewebes erregte die Aufmerksamkeit der Wissenschaftler: Seide.

Wenn ein piezoelektrischer Aktuatordraht an der Oberfläche eines Seidengewebes angebracht wird (oder, was dasselbe ist, eine Spannung angelegt wird), ist dieses in der Lage, Vibrationen von 70 Dezibel (bB) auszusenden. Durch die Analyse dieses Verhaltens konnte festgestellt werden, dass es in der Lage ist, den Umgebungsschall zu unterdrücken oder zu dämpfen, indem es diese beiden Techniken anwendet: die erste durch direkte akustische Interferenz und die zweite durch Unterdrückung der Umgebungsvibrationen.

Bei der zweiten Technik bleibt das Gewebe "bewegungslos", d.h. die Schwingungen die den Schall übertragen werden praktisch unterdrückt, so dass er nicht über die Grenze, die das Seidengewebe darstellt, hinausgehen kann. Auf diese Weise war es möglich, die Amplitude der Vibrationswellen um 95 % zu reduzieren, wodurch die Reduzierung der Intensität des übertragenen Schalls um bis zu 75 % erreicht wurde. Dieses Ergebnis bestätigt die Anwendbarkeit dieser Technik in großen Räumen, wie z.B. in Flugzeugräumen und -kabinen.

Welche schalldämmenden Materialien gibt es bis heute?

Zur Verbesserung des Komforts und der Privatsphäre in Wohnräumen sowie zum Schutz von Menschen in industriellen Umgebungen, in denen laute Maschinen vorhanden sind, ohne die Akustik in Unterhaltungslokalen zu vergessen, werden seit vielen Jahren die unterschiedlichsten Materialien als Akustikdämmstoffe eingesetzt.

Polyurethanschaum wird wegen seiner Vielseitigkeit häufig verwendet, denn neben seiner Fähigkeit, Schallwellen zu absorbieren und zu zerstreuen und damit die Übertragung von Lärm zu verringern, ist er auch ein effizienter Wärmeisolator. Aber seine Entflammbarkeit und Giftigkeit machen es für einige Anwendungen unbrauchbar.

Akustikgipsplatten (im Handel unter dem Namen Pladur bekannt) sorgen nicht nur für einen guten Abschluss der Konstruktionen, sondern verbessern auch die akustische Isolierung der Räumlichkeiten und sind nicht nur schwer entflammbar, sondern auch wärmeisolierend.

Copopren ist ein weiteres Isoliermaterial, das aus Ethylen und Propylen Copolymeren hergestellt wird und zur akustischen Isolierung von Räumen verwendet wird, obwohl es vor allem zur Verringerung von Vibrationen in Maschinen eingesetzt wurde.

Aerogel ist ein weiteres der vielen Materialien, die seit Jahrzehnten für die Schalldämmung entwickelt werden, und ist in den letzten Jahren eines der am häufigsten verwendeten in der Luft- und Raumfahrtindustrie. Es ist das teuerste der heute verfügbaren Materialien und wird daher für Anwendungen eingesetzt, bei denen eine hohe Effizienz der Schalldämmung erforderlich ist.

Wird sich Seide in Zukunft durchsetzen?

Die Reduzierung unerwünschter Geräusche ist nach wie vor eine Herausforderung im täglichen Leben. Die Vielseitigkeit, die die Verwendung von Seidenstoffen bietet, um Schalldämmsysteme zu implementieren, die immer effizienter, kostengünstiger und mit den geringsten Auswirkungen auf die Umwelt sind, wird hoffentlich in den kommenden Jahren der Weg sein. Es ist noch zu früh, um dies zu bestätigen. Deshalb trägt diese Forschung zum Übergang zu einer sichereren Umgebung für unsere Hörgesundheit bei.

Quellenhinweis:

Yang, G. H.; et. al. Single Layer Silk and Cotton Woven Fabrics for AcousticEmission and Active Sound Suppression. Wiley Online Library. MIT.