Крылья мотылька, покрытые звукопоглощающим материалом для невидимости, могут избежать эхолокации летучих мышей

Быть насекомым — это упорная борьба за постоянное выживание. Хищники подкрадываются на каждом шагу в поисках следующей быстрой еды, и уклониться от этих охотников — нелегкий подвиг. У бабочек и мотыльков появился впечатляющий камуфляж, позволяющий избежать обнаружения, но никакая форма визуального камуфляжа не может помешать летучим мышам — их главному хищнику — найти их с помощью своих эхолокационных способностей. Однако после 65 миллионов лет эволюционной гонки вооружений исследователи считают, что они обнаружили бабочек, которые могут.

Крылья мотылька, покрытые звукопоглощающим материалом для невидимости, могут избежать эхолокации летучих мышей

Согласно исследованию, опубликованному в PNAS, исследователи из Бристольского университета определили невероятный слой акустического демпфирующего материала, который находится на крыле бабочки и может поглощать эхолокационные волны летучих мышей.

Поглощая звук и не позволяя эхо отразиться от крыльев, бабочка могла незаметно избежать обнаружения и выжить там, где не могут бабочки и другие насекомые. Это первый случай обнаружения естественного акустического метаматериала.

Звукопоглощающий материал (резонансный поглотитель) состоит из чрезвычайно тонкого слоя чешуек, лежащего на крыльях, достаточно легкого для полета, но достаточно плотного, чтобы поглощать звук и делать их акустический след почти невидимым.

Предыдущие исследования показали, что у бабочек есть слой звукопоглощающего материала поверх своего тела, но этот слой слишком толстый, чтобы работать на крыле. Исследователи считают, что с помощью умной инженерии эволюция создала резонансные поглотители на их крыльях, которые настолько тонкие и легкие, что не препятствуют полету бабочки.

Традиционные звукоизоляционные панели работают за счет использования пены или шерстяных выступов и впадин для поглощения звуковых волн, заставляя их «подпрыгивать» по поверхности, чтобы преобразовать их в тепловую энергию до такой степени, что звук больше не обнаруживается.

Однако для этого требуется большая площадь поверхности, и во многих случаях материал должен быть толстым, чтобы эффективно поглощать звук. Так как же моли уплотняют это в такой тонкий слой?

Акустический метаматериал работает за счет того, что он меньше длины волны звука, который он поглощает. Если звук попадает в материал, длина которого меньше его длины волны, он не может отражаться и, в случае бабочек, быть обнаруженным летучими мышами. Еще более впечатляюще то, что исследователи полагают, что у бабочек есть множество различных резонаторов, настроенных на разные частоты, так что материал может поглощать диапазон длин волн.

«Самое удивительное, что крылья бабочки также разработали способ заставить резонансный поглотитель поглощать все частоты летучей мыши, добавив еще одну удивительную особенность — они собрали многие из этих резонаторов, индивидуально настроенных на разные частоты, в массив поглотителей, которые вместе создают широкополосное поглощение, действуя как акустический метаматериал — первый известный в природе », — говорится в заявлении главного исследователя д-ра Холдерида. «Такого широкополосного поглощения очень трудно достичь в ультратонких структурах крыльев бабочек, что и делает их такими замечательными».

Исследователи надеются, что новое открытие можно использовать для создания более тонких и эффективных звукопоглотителей для использования в студии и офисе.

«Мы обещаем один из гораздо более тонких звукопоглотителей для наших домов и офисов, мы будем приближаться к гораздо более универсальным и приемлемым« обоям »для звукопоглотителей, а не к громоздким поглощающим панелям», — сказал д-р Холдерид.