परिवहन उद्योग के विकास के साथ, यातायात ध्वनि प्रदूषण एक गंभीर समस्या बन गया है, जो वैश्विक अर्थव्यवस्था, पारिस्थितिक पर्यावरण और मानव स्वास्थ्य के लिए एक संभावित हत्यारा बन गया है। क्योंकि झरझरा संरचना और फाइबर सामग्री के मुड़े हुए चैनल ध्वनिक तरंगों के घर्षण और अपव्यय को बढ़ा सकते हैं, कई शोधों ने शोर अवशोषक के मुख्य घटक के रूप में फाइबर सामग्री का उपयोग किया है। हालांकि, बड़े फाइबर व्यास और कम सरंध्रता की अंतर्निहित सीमाओं के कारण, पारंपरिक फाइबर शोर में कमी सामग्री के लिए वाहनों द्वारा आसानी से उत्पन्न कम आवृत्ति शोर के लिए उच्च अवशोषण प्रदर्शन करना मुश्किल है। यदि फाइबर सामग्री की मोटाई या घनत्व बढ़ जाता है, तो सामग्री का वजन बड़ा होगा और ऊर्जा की खपत में वृद्धि होगी, जो कि हरे और कम कार्बन अवधारणा के विपरीत है। और आम बहुलक शोर में कमी सामग्री में खराब गर्मी प्रतिरोध होता है, न केवल सामग्री अपघटन विफलता का कारण बनता है, और यहां तक ​​कि सुरक्षा समस्याओं का कारण भी बनता है।

उपरोक्त समस्याओं को हल करने के लिए, डोंगहुआ विश्वविद्यालय के प्रोफेसर जियानयोंग यू और उनकी टीम ने लचीले SiO2 नैनोफाइबर (एसएनएफ) और कम ग्राफीन ऑक्साइड (आरजीओ) को मिलाकर अद्वितीय स्तरित उलझाव संरचना के साथ लचीला सिरेमिक नैनोफाइबर स्पंज (एफसीएनएस) तैयार करने का प्रस्ताव दिया। दिशात्मक फ्रीज सुखाने की तकनीक और एस्कॉर्बेट कमी। शोर में कमी के प्रदर्शन, संरचनात्मक स्थिरता और गर्मी प्रतिरोध के लिए यातायात ध्वनि अवशोषण सामग्री की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, अच्छी थर्मल स्थिरता वाले लचीले एसएनएफ को फाइबर फ्रेम संरचना के निर्माण के लिए नींव के रूप में चुना गया था। उसी समय, एसएनएफ के बीच प्रभावी उलझनों को स्थापित करने और फाइबर दीवार में छिद्रों को अवरुद्ध करने के लिए लचीले दो-आयामी गो नैनोशीट्स को चिपकने वाले और मैक्रोपोरस ब्लॉकर्स के रूप में चुना गया था। अंत में, एक सैंडविच असेंबली संरचना को ब्रॉडबैंड ध्वनिक तरंगों के एकाधिक अपव्यय को समझने के लिए डिज़ाइन किया गया है। शोर कम करने वाली सामग्री तैयार करने के पिछले तरीकों से अलग, दिशात्मक फ्रीज सुखाने की तकनीक के लचीलेपन के साथ संयुक्त एसएनएफ की सरल तैयारी एफसीएनएस को तैयार करने और संरचना-समायोज्य बनाने में आसान बनाती है।

एफसीएनएस का संरचनात्मक डिजाइन और पदानुक्रम

एफसीएनएस के यांत्रिक गुण एसएनएफ और जीओ की सामग्री से निकटता से संबंधित हैं, और एफसीएनएस70 (एसएनएफ की सामग्री: जीओ 10:7) में वांछित संरचनात्मक स्थिरता पाई गई। अद्वितीय उलझन संरचना एफसीएनएस को उत्कृष्ट बकलिंग प्रदर्शन देती है और फ्रैक्चर के बिना बड़े बकलिंग विरूपण (80%) का सामना कर सकती है। FCNS70 ने अच्छा चक्रीय बकलिंग प्रदर्शन भी दिखाया, चक्रीय बकलिंग के 70 चक्रों के बाद शुरुआती अधिकतम तनाव का 1000% से अधिक बनाए रखा। इसके अलावा, एफसीएनएस ने आवश्यक संपीड़न थकान प्रतिरोध दिखाया, बड़े तनाव (70%) के तहत संपीड़न के 4.3 चक्रों के बाद एफसीएनएस1000 का प्लास्टिक विरूपण केवल 60% था। इसके अलावा, एफसीएनएस सिरेमिक के उच्च तापमान प्रतिरोध के साथ बहुलक सामग्री के संरचनात्मक गुणों को जोड़ता है, जो विभिन्न परिवेश तापमानों पर स्थिर चिपचिपापन और सुपररेलास्टिसिटी दिखाता है।

एफसीएनएस की यांत्रिक विशेषताएं

जॉनसन-चैंपौक्स-एलार्ड मॉडल का उपयोग एफसीएनएस के डिजाइन को निर्देशित और अनुकूलित करने, एफसीएनएस के ध्वनि अवशोषण प्रदर्शन पर ध्वनिक मापदंडों के प्रभाव का पता लगाने और वाइडबैंड शोर अवशोषण को प्राप्त करने के लिए एफसीएनएस के संरचनात्मक मापदंडों को और डिजाइन करने के लिए किया गया था। सामग्री के भीतर ध्वनि तरंगों के मल्टीस्टेज प्रतिबिंब पथ को प्रभावी ढंग से बढ़ाने के लिए एफसीएनएस मोटाई दिशा के साथ एक सैंडविच संरचना का निर्माण किया गया था, इस प्रकार उच्च शोर अवशोषण (एनआरसी 0.56) और अल्ट्रालाइटनेस (280.8 जी / एम 2) दिखाते हुए ध्वनि ऊर्जा अपव्यय को सफलतापूर्वक बढ़ाया गया।

सैंडविच एफसीएनएस का शोर अवशोषण अनुप्रयोग

यह विधि पारंपरिक शोर अवशोषक की कम आवृत्ति अवशोषण की अड़चन को तोड़ती है और कुशल शोर कम करने वाली सामग्री विकसित करने के लिए एक व्यापक विचार प्रदान करती है। संबंधित शोध का शीर्षक फ्लेक्सिबल सिरैमिक नैनोफाइबर स्पॉन्ज है जिसमें श्रेणीबद्ध रूप से उलझे ग्राफीन नेटवर्क शोर को सक्षम करते हैं। एब्जॉर्प्शन का शीर्षक नेचर कम्युनिकेशंस में प्रकाशित हुआ था।