ماصات صوت طبيعية؟ يمكن لأجنحة العثة قطع 87٪ من طاقة الضوضاء
|
| يحمل جناح العثة مفتاح تحويل تقنية إلغاء الضوضاء. |
ستلهم العث الجيل القادم من المواد الممتصة للصوت.
منذ حوالي 65 مليون سنة ، طورت الخفافيش أولا قدرتها على تحديد الموقع بالصدى من خلال إنتاج نقرات عالية التردد بفمها أو أنفها والاستماع إلى أصداء ترتد عن الأشياء.
منذ ذلك الحين ، شاركت الخفافيش والعث في سباق تسلح صوتي بين المفترس والفريسة. الآن ، في حين أن العث يتعرض لضغط الافتراس الهائل من الخفافيش وقد طور العديد من الدفاعات للبقاء على قيد الحياة ، فإن اختيارهم للسلاح - جناح العثة - يحمل مفتاح تحويل تقنية إلغاء الضوضاء.
الباحثون الذين اكتشفوا مؤخرا أن أجنحة العثة توفر بالفعل حماية صوتية من مكالمات تحديد الموقع بالصدى للخفافيش ، كانوا يدرسون ما إذا كان هيكلها يمكن أن يبلغ لوحات امتصاص الصوت ذات الأداء الأفضل ، عند عدم التحرك في الفضاء الحر.
الآن ، في دراسة نشرت في Proceedings of the Royal Society A ، اكتشف هؤلاء الخبراء في جامعة بريستول أن المقاييس الموجودة على أجنحة العثة يمكن أن تكون ممتصة للصوت ممتازة حتى عند وضعها على سطح صناعي.
ممتص صوت ممتاز
في بيان ، قال البروفيسور مارك هوديريد ، من مدرسة بريستول للعلوم البيولوجية ، ما نحتاج إلى معرفته أولا ، هو مدى جودة أداء مقاييس العثة هذه إذا كانت أمام سطح عاكس صوتيا للغاية ، مثل جدار.
نحتاج أيضا إلى معرفة كيف يمكن أن تتغير آليات الامتصاص عندما تتفاعل المقاييس مع هذا السطح.
وفقا لـ The Science Times ، يظهر هيكل أجنحة الحشرة النمط المثالي الذي يعمل كمثبط للصوت لسطح خارق للعديد من التطبيقات.
اختبر البروفيسور هولريد وفريقه هذا عن طريق وضع أقسام صغيرة من أجنحة العثة على قرص من الألومنيوم ، ثم اختبروا بشكل منهجي كيف أثر اتجاه الجناح فيما يتعلق بالصوت الوارد وإزالة طبقات القشور على الامتصاص.
كانوا على حق. أثبتت أجنحة العثة أنها تمتص الصوت بشكل ممتاز ، حتى عندما تكون فوق طبقة صوتية صلبة . تمتص الأجنحة ما يصل إلى 87 بالمائة من الطاقة الصوتية الواردة.
وأشاروا أيضا إلى أن التأثير هو النطاق العريض وشامل الاتجاهات ، ويغطي نطاقا واسعا من الترددات وزوايا سقوط الصوت.
وأوضح المؤلف الرئيسي توماس نيل : الأمر الأكثر إثارة للإعجاب هو أن الأجنحة تقوم بذلك في حين أنها رقيقة بشكل لا يصدق ، مع كون طبقة المقياس لا تزيد عن 1/50 من سمك الطول الموجي للصوت الذي تمتصه . هذا الأداء الاستثنائي يؤهل جناح العثة باعتباره سطحًا طبيعيًا يمتص الصوت ، وهو مادة لها خصائص وقدرات فريدة لا يمكن إنشاؤها باستخدام المواد التقليدية.
|
| جناح العثة. |
تصميم وبناء النماذج
مع ارتفاع صوت المدن ، تزداد الحاجة إلى حلول فعالة وغير تدخلية لتخفيف الأثر الصوتي. يمكن أن يكون لهذه الألواح خفيفة الوزن الممتصة للصوت تأثيرات هائلة على صناعة السفر ، مع توفير الوزن في الطائرات والسيارات والقطارات مما يزيد من الكفاءة في وسائط النقل هذه ، مما يقلل من استخدام الوقود وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون.
يخطط العلماء لتكرار أداء امتصاص الصوت من خلال تصميم وبناء نماذج أولية تعتمد على آليات امتصاص الصوت في العثة. حاليا ، الامتصاص الذي ميزته في أجنحة العثة هو في نطاق تردد الموجات فوق الصوتية.
التحدي الرئيسي الذي يواجهونه هو تصميم هيكل يعمل بترددات منخفضة مع الاحتفاظ بنفس البنية فائقة النحافة التي تستخدمها العثة.
قال هولوليد: ستلهم العث الجيل القادم من المواد الممتصة للصوت.
أظهر بحث جديد أنه في يوم من الأيام سيكون من الممكن تزيين جدران منزلك بورق حائط فائق النحافة يمتص الصوت ، باستخدام تصميم ينسخ الآليات التي تمنح العث تمويها صوتيا خفيا.