Эффект бабочки: чешуекрылые подсказали ученым, как создать сверхматериал для звукоизоляции

Исследователи из Бристольского университета выяснили, что крылья мотыльков обладают чешуйками для звукопоглощения. Эксперимент показал: сверхтонкий материал работает и на любой другой поверхности, забирая в себя почти 90 процентов звуковых волн. По словам ученых, открытие поможет разработать уникальный метаматериал для тончайших звукоизолирующих обоев, обшивки машин, поездов и самолетов будущего.

Биологи обнаружили, что некоторым бабочкам удается улизнуть от своих врагов — летучих мышей. Оказалось, что эволюция подарила им крылья, которые поглощают звуковые волны, издаваемые охотниками. Эхолокация с ними не работает, так как волна звука не возвращается к хозяину, и рукокрылые просто «не видят» таких мотыльков.

Чтобы глубже понять структуру этой акустической защиты, ученые исследовали образцы китайской дубовой павлиноглазки.

«Что нам нужно было знать в первую очередь, так это то, насколько хорошо эти чешуйки мотыльков будут работать, если они будут находиться перед акустически сильно отражающей поверхностью, такой, как стена».

Марк Холдериад

профессор Школы биологических наук Бристольского университета

Специалисты поместили небольшие секции крыльев бабочки на алюминиевый диск, говорится в релизе на сайте вуза. А затем проверили, как такая панель влияет на звуковые волны, зависит ли поглощение от положения крыла и удаления нескольких чешуек с поверхности.

В результате крылья даже на искусственной твердой подложке смогли поглотить до 87% входящего звука. Шумоподавление было эффективным независимо от угла падения волн, а также охватывало широкий диапазон частот.

Будучи невероятно тонкими, крылья по сути являются метаматериалом с уникальными свойствами. Ученые всего мира стремятся создавать подобные структуры с помощью нанотехнологий. Однако оказалось, что природа уже все изобрела до нас.

«Эффект крыльев бабочки» теперь собираются применять в разработке ультратонких звукопоглощающих панелей. Но чешуйки бабочек настроены на ультразвуковые частоты летучих мышей, которых человек не слышит, поэтому нужно будет создать структуру для более низких частот.

Материал пригодится для регулирования акустики в домах, расположенных на шумных улицах. Авторы утверждают, что это будут тончайшие звукопоглощающие обои. Также технология поможет снизить вес самолетов, автомобилей и поездов, заменив более тяжелую звукоизоляцию, а значит, уменьшатся потребление топлива и вредные выбросы.