Открытие резонансного механизма может вдохновить создание сверхтонких акустических поглотителей

Новое исследование под руководством учёных из Бристольского университета обнаружило, что чешуйки на крыльях бабочек-совок (мотыльков) вибрируют и могут поглощать звуковые частоты, используемые летучими мышами для эхолокации (биологического сонара). Это открытие может помочь исследователям разработать биоинспирированные тонкие и лёгкие резонансные поглотители звука.

Летучие мыши оказывают высокое давление хищничества на ночных насекомых, таких как мотыльки. В качестве защиты от эхолокации летучих мышей давно предполагалось, что тонкий слой крошечных чешуек на крыльях мотыльков поглощает ультразвук, создавая акустический камуфляж.

Статья, опубликованная в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), раскрыла биомеханический механизм, создающий акустический камуфляж за счёт резонансного поглощения звука.

Численные и экспериментальные результаты показывают, что примерная чешуйка мотылька вида Bunaea alcinoe (сатурния капустная) демонстрирует свои первые три резонанса в типичном для эхолокации летучих мышей диапазоне частот. Численное моделирование подтвердило, что эти резонансы могут вызывать поглощение до 50% звуковой энергии на соответствующих частотах и действовать как эффективные ультратонкие поглотители звука, создающие акустический камуфляж.

Доктор Чжиюань Шэнь, научный сотрудник проекта Diffraction of Life в Школе биологических наук и ведущий автор, сказал: "Созданные человеком поглотители звука могут стать намного тоньше, если они основаны на резонансных процессах. Открытый нами резонансный механизм имеет потенциал вдохновить новую концепцию ультратонких акустических поглотителей".

Доктор Марк Холдерид, преподаватель биологических наук в Школе биологических наук и соавтор, добавил: "Наши следующие шаги — количественно оценить, в какой степени коэффициенты ультразвукового отражения и поглощения крыльев мотыльков подтверждают такую функцию ультразвукового поглотителя, и исследовать, как естественное узкополосное резонансное поглощение отдельных чешуек может создавать широкополосное общее поглощение слоя чешуек".