改變未來降噪技術的關鍵——飛蛾

黃先生斜槓青年 發佈 2022-06-19T19:52:50.590816+00:00

此後,飛蛾一直承受著巨大的進化壓力,要求他們為了生存而進化防禦,其中一種適應——翅膀上的微小鱗片——可能是改變未來降噪技術的關鍵。

飛蛾翅膀上的鱗片是潛在降噪技術的關鍵。




蝙蝠和飛蛾之間的原聲競賽已經進行了大約6500萬年——自從蝙蝠進化脫毛尋找獵物以來。

此後,飛蛾一直承受著巨大的進化壓力,要求他們為了生存而進化防禦,其中一種適應——翅膀上的微小鱗片——可能是改變未來降噪技術的關鍵。

這是根據發表在《皇家學會學報A:數學物理和工程科學》上的一項新研究。

英國布里斯托大學生物科學學院感官生物學教授、高級作家Marc Holderied表示:「飛蛾將激發下一代吸音材料」。

新的研究表明,總有一天,可以使用超薄吸音壁紙來裝飾房屋的牆壁,其設計可以複製飛蛾隱形聲偽裝的機制。

飛蛾翅膀自然吸收聲音

此前,這些研究人員發現,飛蛾的翅膀通過其表面吸收聲音的多孔納米結構鱗片來保護蝙蝠回聲定位。

飛蛾翅膀上的鱗片長約100-200微米,厚度僅為1至2微米(小於蝙蝠回聲定位中使用的最高頻率聲音的波長)。這意味著它們不會將聲波反射回蝙蝠,而是振動並將聲音轉化為動能。



現在,科學家已經研究了這種結構是否可以通過研究貼在表面的飛蛾翼吸收聲音的能力來為安裝吸聲的設計提供信息。

我們首先需要知道的是,如果這些飛蛾鱗片位於高反射的表面(如牆壁)前,它們的表現會有多大?我們還需要弄清楚,當天枰與這個表面相互作用時,吸收機制可能會如何變化?

研究團隊通過在鋁盤上放置一小段飛蛾翅膀來檢查這一點,然後測試翅膀的方向(關於傳入的聲音)和鱗片層的去除如何影響吸聲。

值得注意的是,他們發現,當安裝在固體表面上時,機翼吸收了高達87%的傳入聲能,同時還吸收了來自許多不同角度(全向)的廣泛頻率(寬帶)。

布里斯托大學生物科學學院研究員Thomas Neil博士表示:「更令人印象深刻的是,翅膀在這樣做的同時非常薄,音階層僅為它們吸收的聲音波長厚度的1/50」。

這種非凡的性能使飛蛾翼有資格成為自然發生的吸聲超自然表面,這種材料具有獨特的特性和能力,無法使用傳統材料創造。

對建築和旅行的影響

超薄吸音面板的創建對建築業和旅遊業都有影響。

隨著城市越來越喧囂,對非侵入性聲音緩解的需求增加,輕質吸音面板也可能對旅遊業產生巨大影響,在航空業中節省飛機、汽車和火車的任何重量都會提高其效率。

到目前為止,研究的吸聲一直處於超聲波頻率——高於人類所能感知的範圍——因為蝙蝠的回聲定位使用該範圍內的聲波。

這對於用於聲音緩解是不切實際的,因為此類技術需要抑制人類可以聽到的噪音污染。

現在,科學家計劃通過在人類聽力領域設計和構建低頻工作的原型來應對複製飛蛾翼吸聲能力的挑戰。




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