بررسی اثر پارامترهای هندسی و ساختاری نانولوله های کربنی بر جذب صوت در محیط گازی آرگون با رویکرد شبیه سازی دینامیک مولکولی

آلودگی صوتی یکی از چالش های مهم محیط زیست است که می تواند سلامت انسان و پایداری اکوسیستم را تهدید کند. استفاده از نانوساختارهای کربنی به دلیل استحکام مکانیکی بالا و ویژگی های منحصربه فرد هندسی، رویکردی نوین برای جذب صوت در مقیاس نانو متر به شمار می آید. در این پژوهش، انتشار و جذب امواج صوتی در محیط گازی آرگون با بهره گیری از شبیه سازی دینامیک مولکولی بررسی شد. مدل ابتدا در غیاب جاذب اعتبارسنجی گردید و سپس اثر قطر، تعداد، آرایش و فرکانس بر پارامترهای آکوستیکی شامل ضریب میرایی، عدد موج و ضریب جذب تحلیل شد. نتایج نشان داد افزایش قطر نانولوله ها سطح تماس موثر را گسترش داده و افزایش تعداد آن ها با کاهش مسیر آزاد موثر مولکول ها، کارایی جذب را بهبود می دهد. آرایش مثلثی با محدودسازی فضا و افزایش برخوردهای گاز– دیواره، بالاترین ضریب جذب را ایجاد کرد. همچنین بررسی وابستگی فرکانس نشان داد میان فرکانس، ضریب میرایی و ضریب جذب همبستگی مستقیم برقرار است که تطابق آن با مطالعات پیشین، اعتبار شبیه سازی حاضر را تایید می کند. محدودیت اصلی مطالعه، تمرکز بر محیط گازی آرگون و استفاده از نانولوله های تک جداره با ابعاد محدود است. با این وجود، یافته ها بر اهمیت بهینه سازی هندسه و پارامترهای ساختاری نانوجاذب ها برای طراحی سامانه های کارآمد کنترل نویز در فرکانس های بالا تاکید دارند.

کلیدواژه ها:

جذب صوت ، نانوجاذب ، میرایی آکوستیکی ، محیط گازی آرگون