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도로에서 발생하는 소음은 다양하다. 무거운 짐을 싣고 달리는 트럭은 낮은 주파수의 소음을 내고, 같은 자동차라도 평소보다 빨리 달리면 더 높은 주파수의 소음을 발생시킨다. 기존에는 이런 다양한 소음을 차단하기 위해 두꺼운 콘크리트 차단벽을 설치했다.

그런데 최근 마노즈 토타 미국 미시간대 기계공학과 박사팀이 종이접기의 원리를 이용해 도로의 소음 차단벽을 얇고 효율적으로 제작할 수 있는 방법을 찾아냈다.

연구팀은 격자 모양으로 접을 수 있는 알루미늄 시트를 제작하고, 접히는 모서리마다 소음을 확산시키는 원기둥 모양의 구조물을 배치했다. 시트를 접는 방식에 따라 원기둥 간의 거리와 각도가 달라지는 소음 차단벽을 만든 것이다.

컴퓨터 시뮬레이션과 7분의 1 축소 모형 실험 결과, 새롭게 개발한 소음 차단벽은 접는 방식에 따라 소음 차단 효과가 달랐다. 공저자인 콘 웰 왕박사는 “격자 구조에 따라 잘 차단할 수 있는 소음의 주파수를 다르게 할 수 있다는 의미”라고 설명했다.

연구팀은 새로 개발한 소음 차단벽이 기존과 달리 바람을 통과시키기 때문에 소음이 특정 조건에서 회절 현상을 일으키며 퍼져나가는 것도 방지할 수 있다고 덧붙였다. 연구결과는 ‘응용물리학저널’ 10월 17일자에 실렸다.

doi:10.1063/1.4991026