生物帮 生命科学网-生物技术、科学门户网站|为生物科学技术领域提供动力！飞蛾的翅膀超薄，超强吸收力且经过特别设计，可降低人们的注意力，它可以成为开发在嘈杂世界中生存的技术解决方案的关键。正如今天在PNAS上发表的一项新研究中所揭示的那样，布里斯托大学的研究人员发现了飞蛾翅膀的精确构造，这使该物种能够逃避6500万年前的进化军备竞赛中最麻烦的捕食者。
布里斯托尔生物科学学院的研究小组使用一系列分析技术，包括机载横截面成像，声学力学和折光仪，发现飞蛾翅膀上的非常薄的鳞片层已经演化出非凡的超声吸收特性，可提供隐形的声学伪装。反对蝙蝠回声定位。
使该团队的发现更加引人注目的是，他们确定了第一个已知的自然发生的声音超材料。传统上，超材料描述了一种人造复合材料，该材料经过工程设计以显示出超过自然界中可用的物理性能。天然存在的超材料非常稀少，在声学领域从未有过描述。
今年早些时候，行为声学和感官生态学专家Marc Holderied博士及其合作研究人员报告说，聋蛾如何在其身上进化出超声波吸收鳞片，从而使它们能够吸收蝙蝠用来检测它们的传入声能的85%。。
生存的需要意味着飞蛾会进化出1.5毫米深的防护屏障，该屏障可以用作多孔吸声材料。但是，这种保护性屏障不能在机翼上起作用，因为机翼的厚度增加会阻碍飞蛾的飞行能力。声学超材料的一个关键特征是，它们比作用在其上的声音的波长小得多，从而使其比传统构造的吸声器薄得多。
在这项最新研究中，由共同第一作者Thomas Neil博士和Shenzhiyuan Shen博士领导的Bristol小组发现，飞蛾进一步迈出了挽救生命的一步，制造出了一种共振吸收器，其厚度比吸尘器的波长薄100倍。它吸收声音，从而使昆虫保持轻盈，同时减少蝙蝠探测飞行中翅膀回声的可能性。
通过检查使用超声波断层摄影术捕获的声音的复杂横截面图像，研究小组发现，飞蛾的翅膀已经进化成为一种共振吸收器，可以有效地防止蝙蝠回声定位。这一发现可能会大大促进材料科学家，声学家和声纳工程师在设计具有出色的深亚波长性能的生物启发吸声器方面的努力。
“最令人惊讶的是，蛾翼还通过增加另一个惊人的功能，发展了一种使共振吸收器吸收所有蝙蝠频率的方法：它们将许多单独调谐到不同频率的共振器组装成一系列吸收器，它们通过作用共同产生宽带吸收作为自然界中第一个已知的声音超材料”，首席研究员Holderied博士说。“这种飞蛾翅膀的超薄结构很难实现宽带吸收，这就是它如此出色的原因。”
这远远超出了目前用于在使用大而厚的材料的办公室环境中吸收声音的传统多孔吸收器所能达到的极限。
Holderied博士补充说：“诺言是我们家庭和办公室使用的更薄的吸声器之一，我们将越来越接近功能更广泛，可接受的吸声器”墙纸，而不是笨重的吸声器面板。
这项最新的研究以该团队在单个刻度的声力学上的早期工作为基础，并显示了如何通过更薄的机翼结构实现更传统的蛾体上的鳞片吸声，从而为整个生物体提供声学保护。
