Звукопоглощающие обои, вдохновленные анатомией мотыльков: полезное изобретение
Летучие мыши находят мотыльков в темноте, издавая ультразвуковые сигналы, которые отражаются от тел насекомых. Некоторые мотыльки могут слышать эти крики и соответственно предпринимать действия по уклонению. Исследование 2020 года было сосредоточено на других видах мотыльков, которые глухи и поэтому не могут слышать крики летучих мышей.
Было обнаружено, что у этих мотыльков вместо этого развились специальные чешуйки на крыльях и грудной клетке, которые поглощают до 85% поступающей звуковой энергии. В результате эхолокационные сигналы плохо отражаются, что затрудняет поиск мотыльков летучими мышами.
В то время ученые задавались вопросом, насколько эффективными могут быть звукопоглощающие характеристики чешуи при блокировании других шумов, кроме криков летучих мышей. В новом исследовании Университета Бристоля этот вопрос получил более глубокое исследование.
Группа ученых начала с того, что вырезала 8-миллиметровые диски из крыльев умерщвленных глухих китайских дубовых шелкопрядов (Antheraea pernyi), а затем поместила эти срезы на алюминиевые диски того же размера. Когда динамик, направленный на диски, излучал ультразвуковые сигналы, было обнаружено, что ткань крыла поглощает до 87% звуковой энергии — и это происходит в широком диапазоне частот и углов.
Более того, материал совершил этот подвиг, несмотря на то, что он был очень тонким. На самом деле слой чешуи составлял всего одну пятидесятую толщины волны поглощаемого им звука.
Следует отметить, что ультразвуковые сигналы, использованные в исследовании, превышали диапазон, слышимый человеком. Однако ученые уверены, что искусственная версия чешуи крыла может быть адаптирована для борьбы с шумами, которые мы слышим, и теперь они надеются разработать такой материал.
«Мотыльки станут источником вдохновения для создания следующего поколения звукопоглощающих материалов», — сказал ведущий ученый, профессор Марк Холерид. «Однажды можно будет украсить стены вашего дома ультратонкими звукопоглощающими обоями, используя дизайн, который копирует механизмы, придающие моли скрытую акустическую маскировку».