Gyda datblygiad y diwydiant cludo, mae llygredd sŵn traffig wedi dod yn broblem ddifrifol, sydd wedi dod yn lladdwr posibl yr economi fyd-eang, yr amgylchedd ecolegol ac iechyd pobl. Oherwydd y gall strwythur mandyllog a sianel blygu deunyddiau ffibr wella ffrithiant a gwasgariad tonnau acwstig, mae llawer o ymchwiliadau wedi defnyddio deunyddiau ffibr fel elfen graidd yr amsugnwr sŵn. Fodd bynnag, oherwydd cyfyngiadau cynhenid ​​diamedr ffibr mawr a mandylledd isel, mae'n anodd i ddeunyddiau lleihau sŵn ffibr traddodiadol gael perfformiad amsugno uchel ar gyfer sŵn amledd isel a gynhyrchir yn hawdd gan gerbydau. Os cynyddir trwch neu ddwysedd y deunydd ffibr, bydd pwysau'r deunydd yn fawr, a chynyddir y defnydd o ynni, sy'n groes i'r cysyniad gwyrdd a charbon isel. Ac mae gan y deunyddiau lleihau sŵn polymer cyffredin ymwrthedd gwres gwael, nid yn unig yn hawdd i arwain at fethiant dadelfennu deunydd, a hyd yn oed achosi problemau diogelwch.

Er mwyn datrys y problemau uchod, cynigiodd yr Athro Jianyong Yu a'i dîm o Brifysgol Donghua baratoi sbwng nanofiber ceramig hyblyg (FCNSs) gyda strwythur maglu haenog unigryw sy'n cynnwys nanofibers SiO2 hyblyg (SNF) a llai o ocsid graphene (rGO) trwy gyfuno technoleg sychu rhewi cyfeiriadol a lleihau ascorbate. Er mwyn bodloni gofynion deunyddiau amsugno sain traffig ar gyfer perfformiad lleihau sŵn, sefydlogrwydd strwythurol a gwrthsefyll gwres, dewiswyd SNF hyblyg gyda sefydlogrwydd thermol da fel y sylfaen ar gyfer adeiladu strwythur ffrâm ffibr. Ar yr un pryd, dewiswyd nanolenni GO DAU-DIMENSIWN hyblyg fel gludyddion a rhwystrwyr macroporous i sefydlu cysylltiadau effeithiol rhwng SNF a rhwystro'r mandyllau yn y wal ffibr. Yn olaf, mae strwythur cydosod rhyngosod wedi'i gynllunio i wireddu gwasgariad lluosog tonnau acwstig band eang. Yn wahanol i ddulliau blaenorol o baratoi deunyddiau lleihau sŵn, mae paratoi SNF syml ynghyd â hyblygrwydd technoleg sychu rhewi cyfeiriadol yn gwneud FCNS yn hawdd i'w baratoi ac yn addasadwy i strwythur.

Dyluniad strwythurol a hierarchaeth FCNSs

Mae priodweddau mecanyddol FCNSs yn perthyn yn agos i gynnwys SNFs a GO, a chanfuwyd bod gan FCNS70 (cynnwys SNF: GO 10: 7) y sefydlogrwydd strwythurol dymunol. Mae'r strwythur maglu unigryw yn rhoi perfformiad byclo rhagorol i FCNS a gall wrthsefyll anffurfiad bwclo mawr (80%) heb dorri asgwrn. Roedd yr FCNS70 hefyd yn dangos perfformiad bwcio cylchol da, gan gadw mwy na 70% o'r uchafswm straen cychwynnol ar ôl 1000 o gylchoedd o byclo cylchol. Yn ogystal, dangosodd y FCNSs yr ymwrthedd blinder cywasgu gofynnol, gyda dadffurfiad plastig FCNS70 yn ddim ond 4.3% ar ôl 1000 o gylchoedd cywasgu o dan straen mawr (60%). Yn ogystal, mae FCNSs yn cyfuno priodweddau strwythurol deunyddiau polymer gyda gwrthiant tymheredd uchel cerameg, gan ddangos viscoelasticity sefydlog a superelasticity ar wahanol dymereddau amgylchynol.

Nodweddion mecanyddol FCNSs

Defnyddiwyd model johnson-Champoux-Allard i arwain a gwneud y gorau o ddyluniad y FCNS, archwilio dylanwad paramedrau acwstig ar berfformiad amsugno sain y FCNS, a dylunio paramedrau strwythurol y FCNS ymhellach i gyflawni amsugno sŵn band eang. Adeiladwyd strwythur rhyngosod gyda chyfeiriad trwch FCNS ymhellach i wella llwybr adlewyrchiad aml-gam tonnau sain o fewn y deunydd yn effeithiol, gan gynyddu afradu egni sain yn llwyddiannus, gan ddangos amsugno sŵn uchel (NRC 0.56) a ultralightness (280.8 g/m2).

Cymwysiadau amsugno sŵn o FCNS rhyngosod

Mae'r dull hwn yn torri'r dagfa o amsugno amledd isel o amsugnwr sŵn traddodiadol ac yn darparu syniad ehangach ar gyfer datblygu deunyddiau lleihau sŵn effeithlon. Teitl ymchwil cysylltiedig yw sbyngau nanoffibraidd ceramig hyblyg gyda rhwydweithiau graphene sydd wedi'u cysylltu â hierarchaidd yn galluogi sŵn Cyhoeddwyd teitl ABSORPTION yn Nature Communications.