واشنطن - سبأ :
لعقود وحتى الآن ، يحاول العلماء تصنيع أفضل ممتص للصوت - مادة مصممة بعناية يمكنها إدارة الموجات الصوتية للحركة الخفية أو الهدوء والهدوء البسيط.
ومع ذلك ، فقد اتضح أن هذه "البنية النقيلية" العزيزة قد تكون موجودة بالفعل في العالم الطبيعي ، وكانت مختبئة في الأجنحة المرفرفة لبعض العث بلا آذان ، وذلك بسحب الدراسة التي نشرت في PNAS وأوردها موقع ساينس أليرت .
والمقاييس على شكل مجداف التي تشكل بعض أجنحة العثة فعالة للغاية في امتصاص الصوت ، وتزعم دراسة جديدة أنه يمكن تصنيفها على أنها مادة خارقة طبيعية. من الناحية الهيكلية والمفاهيمية ، يقول المؤلفون إن لديهم نفس السمات الأساسية.
وتشير المواد الخارقة عادةً إلى الهياكل التي نقوم بتصميمها والتي لا يمكن العثور عليها في الطبيعة. على الرغم من أننا نتفاجأ بين الحين والآخر لاكتشاف الهياكل البيولوجية التي كنا نتمنى أن نفكر فيها أولاً ، لذا قم بتضمينها كمواد فخرية إلى حد ما.
وهذا اكتشاف مثير بالنظر إلى مدى ندرة هذه "المقاييس" في الطبيعة. في حين أن هناك عددًا قليلاً من الأمثلة الرائعة التي تم تحديدها حتى الآن - حرير ديدان القز ، تقزح الفراشات - هذا هو أول هيكل صوتي نقيل يتم اكتشافه في العالم الحقيقي.
ووفقًا للباحثين ، "لا يشبه أي شيء تم اعتباره حتى الآن".ومن خلال نمذجة الهيكل الطبيعي لأجنحة نوعين من العثة عديمة الأذن ونوعين من الفراشات ، أظهر الباحثون أن تباعد حراشف العثة وحجمها بشكل فريد يمنحها طلاءًا خفيًا أنحف بمئة مرة من أطول موجات الصوت التي يمكن أن تمتصها.
ويسمح هذا للحشرات بالبقاء خفيفًا ومحمولًا في الهواء ، مع توفير تمويه صوتي من الخفافيش بالصدى - وهو إنجاز يطمح إليه المهندسون منذ سنوات
وخلص المؤلفون إلى أن "دراستنا توضح أن التطبيقات الوظيفية لهذا كانت موجودة في الطبيعة قبل العلم الحديث بوقت طويل" ... ويوفر فهم هذه الهياكل والآليات إمكانية مستقبلية لتطوير مواد وأجهزة للتحكم في الضوضاء أرق وأخف وزنًا."
وفي جميع الاحتمالات ، تم نحت هذه المادة الطبيعية عبر ملايين السنين من التطور ، لذا لا ينبغي للعلماء أن يأخذوها بصعوبة بالغة.
وبدون وسيلة لسماع النداءات عالية التردد التي يستخدمها العديد من الخفافيش لتحديد موقع فرائسها في الظلام ، فإن أنواع العث التي لا تزال تغامر بالخروج في الليل تحتاج إلى طرق لتجنب تناول العشاء
وفي ظل هذه الأشكال الفريدة من الضغط ، طورت هذه الحشرات طبقة فريدة من المقاييس الخفية ، ليس فقط على صدرها الفروي ومفاصل الأجنحة - كما أظهر بحث سابق - ولكن أيضًا على أجنحة العثة نفسها.
وحراشف الجناح أكثر إثارة للإعجاب. في حين يبدو أن جسم العث عديم الأذنين مغطى بدرع يمتص الصوت بسمك 1.5 مليمتر ، فإن هذا المستوى من السُمك يزن أجنحة العثة لأسفل كثيرًا.
وتحت المجهر الإلكتروني ، أظهر الباحثون الآن أن المقاييس الموجودة على أجنحة العثة تخلق طبقة ناعمة أقل من 0.3 مم. كمرجع ، فإن الموجات الصوتية التي تستخدمها الخفافيش في عمليات تحديد الصدى تبلغ حوالي 17 ملم.
وباستخدام التصوير المقطعي بالموجات فوق الصوتية ، اختبر الباحثون كيف تلتقط أجنحة نوعين من العثة عديمة الأذن الصوت مقارنة بأجنحة نوعين من الفراشات.
وبقياس التأثير على الأجنحة ذات المقاييس وبدونها ، وجد الفريق أن أجنحة الفراشة ، التي لم تتطور تحت ضغط الخفافيش ، لم تظهر أي خصائص لامتصاص الصوت. من ناحية أخرى ، تحتوي أجنحة العث على سجادة ناعمة من المقاييس الشكل والمزخرفة بطريقة يتم ضبطها لكل تردد من نداء الخفافيش.
وكانت هذه المقاييس قادرة على تقليل صدى الموجات فوق الصوتية وتثبيط الصوت حتى عند أدنى ترددات تم اختبارها.
ويوضح خبير البيئة الحسية مارك هولريد من جامعة بريستول: "من الصعب جدًا تحقيق مثل هذا الامتصاص في النطاق العريض في الهياكل فائقة الرقة لأجنحة العث ، وهو ما يجعلها رائعة للغاية" .
والماصات المسامية الأخرى التي تحقق هذا المستوى من الامتصاص أكثر سمكًا ، وتميل إلى امتصاص الصوت فقط في نطاق تردد ضيق.
ويأمل الفريق أن يساعدنا هذا الاكتشاف في تصميم أجهزة أكثر فاعلية لإلغاء الضوضاء ذات نطاق عريض وخفيفة الوزن أيضًا.
والوعد هو أحد ممتصات الصوت الأكثر رقة لمنازلنا ومكاتبنا ، وسوف نقترب من" ورق حائط "أكثر تنوعًا ومقبولًا لامتصاص الصوت بدلاً من الألواح الضخمة الممتصة ، كما يقول هولوريد.