能成功逃避蝙蝠回声勘探,科学家初次发现:飞蛾翅膀竟是天然隐形声学超资料

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能成功逃避蝙蝠回声勘探,科学家初次发现:飞蛾翅膀竟是天然隐形声学超资料
冯卫东据《美国国家科学院院刊》近来报导,英国研讨人员发现了飞蛾翅膀的准确结构,正是这种结构使该物种可以逃脱6500万年前的“进化军备竞赛”中最费事的捕食者。布里斯托大学生物科学学院的研讨小组运用包含机载横截面成像、声学力学和折光仪在内的一系列剖析技能,发现蛾翼上十分薄的鳞片层现已演化出特殊的超声吸收特性,然后为逃避蝙蝠的回声勘探供给了隐形的声学假装。愈加有目共睹的发现是,研讨人员确认了首个已知的天然产生的声学超资料。传统上,超资料被描绘为一种人工复合资料,该资料经过工程规划以显示出超越自然界中可用的物理功能。天然存在的超资料十分稀疏,在声学范畴从未有过描绘。本年早些时候,行为声学和感官生态学专家马克·霍尔德里德博士及其协作研讨人员陈述说,聋蛾在身体上可发展出超声波吸收鳞片,然后使它们可以吸收蝙蝠用来检测它们的传入声能的85%。生计的需求意味着飞蛾会进化出1.5毫米深的鳞片防护屏障,该屏障可用作多孔吸声资料。可是,这种保护性屏障不能在蛾翼上起效果,由于蛾翼的厚度增加会阻止飞蛾的飞翔才能。声学超资料的一个要害特征是,它们要比效果于其上的声响的波长小得多,然后使其比传统结构的吸声器薄得多。经过查看运用超声波断层摄影术捕获的声响的杂乱横截面图画,布里斯托大学的最新研讨发现,飞蛾进一步迈出了抢救生命的一步,发明出了一种共振吸收器,其厚度要比吸收的声响波长薄100倍,然后使昆虫在坚持轻盈的一起,削减蝙蝠勘探到其飞翔中翅膀回声的可能性。最令人惊奇的是,蛾翼还经过增加另一个惊人的功用,发展出一种使共振吸收器吸收一切蝙蝠频率的办法——它们将许多独自调谐到不同频率的共振器组装成一系列吸收器,然后一起创建出可作为声学超资料的宽带吸收器。这是自然界中第一种已知的声学超资料。蛾翼超薄结构所取得的宽带吸收功能很难完成,其超卓性在于远远超出了现在用于办公室环境吸收声响的传统多孔吸收器所能到达的极限。由此带来的愿景是,科学家或可据此规划出用于家庭和办公室的超薄吸声器“墙纸”,以代替现在运用的粗笨的吸声器面板。

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