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精彩回顾 | 2019年南山博士论坛415期:杨志宇《 声学超材料,还世界一片宁静》

噪声有哪些危害?噪声治理为什么难?科学和技术能突破吗?宁静的生活是遥不可及,还是已到身旁? 7月7日下午,南山博士论坛如期在南山图书馆2楼报告厅举行。本期南山博士论坛邀请到香港科技大学物理系教授、首届布里渊奖获得者杨志宇教授作为主讲嘉宾,他以《声学超材料,还世界一片宁静》进行了精彩分享,详细噪声的危害和治理,如何用科技的手段还世界一片宁静。

噪音污染对身体的伤害不仅仅是听觉

“随着城市化的发展,我们住的距离越来越近。想要一个宁静的生活空间或工作空间都好像变成奢侈品了。噪音对身体的危害是全身性的,高的噪音对人的听觉系统会造成损害,这个损害是不可逆的。听觉,如果上升到病理的影响,听力就损伤了,而且这种是永久性的。噪音不仅对听觉有影响,还会引起的高血压病症,甚至进而影响消化系统、内分泌系统。” 论坛一开始,杨志宇就分析了噪音对人体的伤害。他分析称,噪声污染是现代社会一个棘手的环境问题。噪音污染不仅只让人烦躁,睡眠差,更会引发或触发心脏病、学习障碍和耳鸣等疾病进而减少人的寿命噪音危害已成为继空气污染之后的人类公共健康的第二个“杀手”。

杨志宇形容,噪音污染给人体带来的健康风险可以用一个金字塔三角形来表示:金字塔最底层,受到影响人数最多的噪音影响是产生"不舒服感",比如导致扰民的情况。再往上一层是导致"压力"。再往上就出现了"风险因素",引起包括如血压、胆固醇、葡萄糖等身体因素的疾病风险,再上一层就是"疾病",比如能引起睡眠失调、心血管疾病等,而金字塔的最顶层就是可怕的"死亡"。

声学超材料多途径实现降低噪音的目的

“噪声治理是个综合工程,由于噪声的来源很多,需要根据不同的工况进行处理。噪音治理目前的主要方法是在声源处给降低噪音。但是很多噪音源都是生活必须品,发电机、电梯、风机、练琴、家庭影院,现有治理噪音的技术很难做到解决这些噪音问题。”在论坛中,杨志宇展示并讲解了通风隔音器、局域共振声学超材料隔音板等多款第二代薄膜声学超材料生产的降噪音产品及原理。

据他介绍,通风隔音器是一种既能通风又能隔音的结构。在保持大面积通风的前提下,具备优良的隔音效果,尤其是针对100Hz--1000Hz的低频段噪声,技术性能超越现有传统材料与技术数十倍。这类产品能广泛用在大型建筑物的中央空调的排风口、管道风机、高速公路噪音屏障、地面地铁站及火车站,楼宇通风口以及大功率电子设备的排风口等。

局域共振声学超材料隔音板尺寸薄、重量轻,以及良好的隔声性能。能在100 Hz —— 2000Hz低频宽谱范围内,隔音性能远超传统隔音毡、吸音棉、穿孔板等材料。隔音板贴安装于普通硬质薄板上,就能获得良好的隔音效果。常见的室内建筑材料如石膏板、石质板或木板等,均可用作隔音板安装的载体,隔音板的安装不破坏现有建筑的结构布局。

“声学超材料衍生的降低噪音产品能够广泛应用于家居房间、大型商厦、变电站、地铁通道、学校、医院等各种场所。” 杨志宇表示,局域共振声学超材料的出现,为噪声控制领域带来了颠覆性变化,使人类第一次具备了在噪声谱层面上进行设计,有针对性地驾驭噪声,降低噪声,隔离噪声,吸收噪声,控制噪声,有利于我国噪声治理工程高度科学化、标准化、规范化建设。该技术的大规模、大面积产业化,将带动我国相对落后的噪音治理产业脱胎换骨,使我国在这一重要产业领域迈入世界领先地位。

 

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