ให้ความรู้เรื่องเสียง

นักวิจัยซึ่งเพิ่งค้นพบว่าปีกผีเสื้อกลางคืนมีการป้องกันเสียงจากเสียงเรียกก้องของค้างคาว กำลังศึกษาว่าโครงสร้างของพวกมันสามารถแจ้งแผงดูดซับเสียงที่มีประสิทธิภาพดีกว่าหรือไม่ เมื่อไม่ได้เคลื่อนที่ในพื้นที่ว่าง ค้างคาวและแมลงเม่ามีส่วนร่วมในการแข่งขันทางเสียงระหว่างผู้ล่าและเหยื่อ นับตั้งแต่ค้างคาวพัฒนา echolocation เมื่อประมาณ 65 ล้านปีก่อน แมลงเม่าอยู่ภายใต้แรงกดดันจากการปล้นสะดมครั้งใหญ่จากค้างคาว และได้พัฒนาการป้องกันมากมายเพื่อพยายามเอาชีวิตรอด แต่เกล็ดบนปีกผีเสื้อกลางคืนถือเป็นกุญแจสำคัญในการเปลี่ยนโฉมเทคโนโลยีตัดเสียงรบกวน Prof. Marc Holderied จาก School of Biological Sciences ของ Bristol กล่าวว่า "สิ่งที่เราต้องรู้ก่อนคือเกล็ดผีเสื้อกลางคืนเหล่านี้จะทำงานได้ดีเพียงใดหากพวกมันอยู่หน้าพื้นผิวที่มีการสะท้อนแสงสูง เช่น ผนัง "เรายังจำเป็นต้องค้นหาว่ากลไกการดูดซับอาจเปลี่ยนไปอย่างไรเมื่อเครื่องชั่งมีปฏิสัมพันธ์กับพื้นผิวนี้" Prof. Holdied และทีมของเขาทดสอบสิ่งนี้โดยการวางปีกแมลงเม่าส่วนเล็กๆ ไว้บนแผ่นอะลูมิเนียม จากนั้นจึงทดสอบอย่างเป็นระบบว่าการวางแนวของปีกเทียบกับเสียงที่เข้ามาและการขจัดชั้นตะกรันส่งผลต่อการดูดซับอย่างไร น่าทึ่งที่พวกเขาพบว่าปีกแมลงเม่าพิสูจน์แล้วว่าเป็นตัวดูดซับ เสียง ที่ดีเยี่ยม แม้ว่าจะอยู่ด้านบนของวัสดุซับเสียงที่เป็นของแข็งก็ตาม โดยปีกแมลงเม่าสามารถดูดซับพลังงานเสียงที่เข้ามาได้มากถึง 87% เอฟเฟกต์นี้ยังเป็นบรอดแบนด์และรอบทิศทางซึ่งครอบคลุมความถี่และมุมตกกระทบของเสียงที่หลากหลาย "สิ่งที่น่าประทับใจยิ่งกว่าคือปีกกำลังทำเช่นนี้ในขณะที่บางอย่างไม่น่าเชื่อ โดยชั้นมาตราส่วนมีความหนาเพียง 1 ใน 50 ของความยาวคลื่นของเสียงที่พวกมันดูดซับ" ดร. โทมัส นีล ผู้เขียนนำอธิบาย "ประสิทธิภาพที่ไม่ธรรมดานี้ทำให้ปีกแมลงเม่ามีคุณสมบัติเป็น metasurface ดูดซับเสียงที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ ซึ่งเป็นวัสดุที่มีคุณสมบัติและความสามารถเฉพาะตัว ซึ่งไม่สามารถสร้างขึ้นโดยใช้วัสดุทั่วไปได้" ศักยภาพในการสร้างแผงดูดซับเสียงที่บางเฉียบมีผลอย่างมากต่อการสร้างอะคูสติก เมื่อเมืองต่างๆ ดังขึ้น ความต้องการโซลูชันการลดเสียงที่ไม่รบกวนที่มีประสิทธิภาพก็เพิ่มมากขึ้น ในทำนองเดียวกัน แผงดูดซับเสียงที่มีน้ำหนักเบาเหล่านี้อาจมีผลกระทบอย่างมากต่ออุตสาหกรรมการเดินทาง การลดน้ำหนักของเครื่องบิน รถยนต์ และรถไฟจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในโหมดการขนส่งเหล่านี้ ลดการใช้เชื้อเพลิงและการปล่อย CO2 ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์วางแผนที่จะทำซ้ำประสิทธิภาพการดูดซับเสียงโดยการออกแบบและสร้างต้นแบบตามกลไกการดูดซับเสียงของผีเสื้อกลางคืน การดูดซับที่มีลักษณะเฉพาะในเกล็ดปีกของแมลงเม่านั้นอยู่ในช่วงความถี่อัลตราซาวนด์ซึ่งเหนือกว่าที่มนุษย์สามารถได้ยินได้ ความท้าทายต่อไปของพวกเขาคือการออกแบบโครงสร้างที่จะทำงานที่ความถี่ต่ำในขณะที่ยังคงรักษาสถาปัตยกรรมบางเฉียบแบบเดียวกับที่ผีเสื้อกลางคืนใช้