改变未来降噪技术的关键飞蛾

飞蛾翅膀上的鳞片是潜在降噪技术的关键。

飞蛾翼鳞片的特写镜头。来源：布里斯托

蝙蝠和飞蛾之间的原声竞赛已经进行了大约万年——自从蝙蝠进化脱毛寻找猎物以来。

此后，飞蛾一直承受着巨大的进化压力，要求他们为了生存而进化防御，其中一种适应——翅膀上的微小鳞片——可能是改变未来降噪技术的关键。

这是根据发表在《皇家学会学报A：数学物理和工程科学》上的一项新研究。

英国布里斯托尔大学生物科学学院感官生物学教授、高级作家MarcHolderied表示：“飞蛾将激发下一代吸音材料”。

新的研究表明，总有一天，可以使用超薄吸音壁纸来装饰房屋的墙壁，其设计可以复制飞蛾隐形声伪装的机制。

飞蛾翅膀自然吸收声音

此前，这些研究人员发现，飞蛾的翅膀通过其表面吸收声音的多孔纳米结构鳞片来保护蝙蝠回声定位。

飞蛾翅膀上的鳞片长约-微米，厚度仅为1至2微米（小于蝙蝠回声定位中使用的最高频率声音的波长）。这意味着它们不会将声波反射回蝙蝠，而是振动并将声音转化为动能。

飞蛾翼鳞片特写。来源：布里斯托尔大学

现在，科学家已经研究了这种结构是否可以通过研究贴在表面的飞蛾翼吸收声音的能力来为安装吸声的设计提供信息。

我们首先需要知道的是，如果这些飞蛾鳞片位于高反射的表面（如墙壁）前，它们的表现会有多大？我们还需要弄清楚，当天枰与这个表面相互作用时，吸收机制可能会如何变化？

研究团队通过在铝盘上放置一小段飞蛾翅膀来检查这一点，然后测试翅膀的方向（关于传入的声音）和鳞片层的去除如何影响吸声。

值得注意的是，他们发现，当安装在固体表面上时，机翼吸收了高达87%的传入声能，同时还吸收了来自许多不同角度（全向）的广泛频率（宽带）。

布里斯托尔大学生物科学学院研究员ThomasNeil博士表示：“更令人印象深刻的是，翅膀在这样做的同时非常薄，音阶层仅为它们吸收的声音波长厚度的1/50”。

这种非凡的性能使飞蛾翼有资格成为自然发生的吸声超自然表面，这种材料具有独特的特性和能力，无法使用传统材料创造。

对建筑和旅行的影响

超薄吸音面板的创建对建筑业和旅游业都有影响。

随着城市越来越喧嚣，对非侵入性声音缓解的需求增加，轻质吸音面板也可能对旅游业产生巨大影响，在航空业中节省飞机、汽车和火车的任何重量都会提高其效率。

到目前为止，研究的吸声一直处于超声波频率——高于人类所能感知的范围——因为蝙蝠的回声定位使用该范围内的声波。

这对于用于声音缓解是不切实际的，因为此类技术需要抑制人类可以听到的噪音污染。

现在，科学家计划通过在人类听力领域设计和构建低频工作的原型来应对复制飞蛾翼吸声能力的挑战。

飞蛾Antheraeapernyi。来源：布里斯托

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