據《美國國家科學院院刊》近日報道,英國研究人員發現了飛蛾翅膀的精確構造,正是這種構造使該物種能夠逃脫6500萬年前的“進化軍備競賽”中最麻煩的捕食者。布里斯托大學生物科學學院的研究小組使用包括機載橫截面成像、聲學力學和折光儀在內的一系列分析技術,發現蛾翼上非常薄的鱗片層已經演化出非凡的超聲吸收特性,從而為躲避蝙蝠的回聲探測提供了隱形的聲學偽裝。
更加引人注目的發現是,研究人員確定了首個已知的天然發生的聲學超材料。傳統上,超材料被描述為一種人造復合材料,該材料經過工程設計以顯示出超過自然界中可用的物理性能。天然存在的超材料非常稀少,在聲學領域從未有過描述。
今年早些時候,行為聲學和感官生態學專家馬克·霍爾德里德博士及其合作研究人員報告說,聾蛾在身體上可發展出超聲波吸收鱗片,從而使它們能夠吸收蝙蝠用來檢測它們的傳入聲能的85%。
生存的需要意味著飛蛾會進化出1.5毫米深的鱗片防護屏障,該屏障可用作多孔吸聲材料。但是,這種保護性屏障不能在蛾翼上起作用,因為蛾翼的厚度增加會阻礙飛蛾的飛行能力。聲學超材料的一個關鍵特征是,它們要比作用于其上的聲音的波長小得多,從而使其比傳統構造的吸聲器薄得多。
責編AJX
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