学术前沿 | 多层微孔纳米纤维膜的吸声性能及机理

为了寻找一种灵活、轻便、高效的吸声结构，本研究制备了一种新型的多层微穿孔纳米纤维膜。通过分析多层MPNM的吸声机理，对Maa的吸声模型进行了修正，建立了声阻抗率的MTJ模型。此外，结合理论分析和实验验证，研究了层数、孔径、穿孔率、膜厚度和腔体深度对吸声性能的影响。值得强调的是，算法优化能够为特定的噪声频段设计最优的结构参数组合，从而实现了优越的降噪效果。主要发现总结如下：

1. 基于MTJ模型得到的计算值与测量的SAC曲线、共振频率、吸收峰值以及两个峰间谷位置对应的SAC的变化趋势吻合较好，具有良好的可靠性和准确性。

2. 层数的增加提高了多层MPNM的吸声性能。然而，在三层和四层MPNM的100-2500Hz范围内没有表现出期望的3、4个共振吸声峰，随着层数的增加，声性能增强的幅度逐渐减小。

3. 预测结果表明，对于双层MPNM，SAC曲线和吸声频率范围的变化与孔径、穿孔率、膜厚度、腔深的大小和排列密切相关。在实际应用中，可以综合考虑噪声的频率范围和结构制备的难度，并通过算法优化来选择合适的结构参数，以获得最佳的吸声效果。