Vật liệu được phát triển tại phòng thí nghiệm Âm học và Giảm ồn của EMPA ở Dübendorf, Thụy Sĩ. Về bản chất, đây là một dạng bọt khoáng dựa trên thạch cao hoặc xi măng, được chế tạo với cấu trúc lỗ rỗng có kích thước khác nhau và được sắp xếp thành nhiều lớp mỏng. Cách tổ chức này cho phép vật liệu vừa giữ được độ mỏng, vừa tạo ra hiệu ứng hấp thụ âm thanh như các lớp cách âm dày hơn nhiều.

Theo nhóm nghiên cứu, điểm đặc biệt của vật liệu nằm ở khả năng điều chỉnh đặc tính âm học theo dải tần cụ thể. Bằng cách thay đổi kích thước lỗ rỗng, mật độ đục lỗ và cấu trúc các lớp, vật liệu có thể được “tinh chỉnh” để phù hợp với từng nguồn gây ồn khác nhau cũng như từng loại không gian sử dụng, từ nhà ở, cầu thang, văn phòng cho tới các hội trường lớn và lớp học.

Cơ chế giảm ồn của vật liệu dựa trên việc buộc các hạt không khí mang sóng âm phải di chuyển theo quãng đường dài và phức tạp hơn khi đi vào và thoát ra khỏi cấu trúc bọt khoáng. Dù độ dày nhỏ, cấu trúc lỗ rỗng biến thiên này tạo ra cảm giác “vật liệu dày” đối với sóng âm, qua đó làm suy giảm năng lượng âm thanh hiệu quả.

Để đánh giá hiệu quả trong điều kiện thực tế, nhóm nghiên cứu đã lắp đặt 72 tấm vật liệu dày khoảng 5,5 cm, phủ kín một lối xe ra vào tại Zurich, nơi một đầu thông ra đường công cộng và đầu còn lại nối với sân trong. Kết quả cho thấy tiếng ồn giao thông giảm khoảng 4 decibel, đặc biệt hiệu quả đối với âm thanh của xe cộ khi tiến vào hoặc rời khỏi lối đi.

So với các vật liệu cách âm truyền thống, giải pháp mới cho phép kiến trúc sư và nhà xây dựng linh hoạt hơn trong thiết kế, do không chiếm nhiều không gian chiều dày. Vật liệu có thể dễ dàng cắt, lắp đặt cho cả trong nhà lẫn ngoài trời, đồng thời có các đặc tính quan trọng như chống cháy, chịu thời tiết và có khả năng tái chế.

Tuy nhiên, vật liệu hiện tại vẫn còn một số hạn chế. Hiệu quả hấp thụ các dải tần cao chưa bằng bông khoáng, và công đoạn đục lỗ hiện vẫn được thực hiện thủ công, gây tốn nhiều thời gian và nhân công. Để khắc phục điều này, nhóm nghiên cứu EMPA đã hợp tác với doanh nghiệp vật liệu Thụy Sĩ De Cavis nhằm tối ưu quy trình và hướng tới sản xuất hàng loạt trong tương lai gần.

Nhìn chung, kết quả này cho thấy vai trò then chốt của hợp tác nghiên cứu giữa viện nghiên cứu và doanh nghiệp trong việc chuyển giao công nghệ từ phòng thí nghiệm sang ứng dụng thực tiễn. Sự kết hợp giữa năng lực nghiên cứu của EMPA và kinh nghiệm sản xuất vật liệu của De Cavis được kỳ vọng sẽ đưa giải pháp cách âm siêu mỏng này sớm đi vào đời sống, góp phần giảm thiểu ô nhiễm tiếng ồn trong các đô thị hiện đại.