布里斯托大学和钻石光源公司的研究人员发现了飞蛾如何制造出强大的隐形斗篷来防止生物声纳检测。这项工作(受生物启发的城市适应：昆虫可以教我们如何处理噪音)由感觉生物学教授、感觉生态学家和生物声学学家MarcHolderied教授领导。

20多年来，他致力于研究蝙蝠及其利用回声定位导航和捕捉猎物的非凡能力。借鉴他在昆虫世界中发现的反回声定位隐形斗篷的经验，他现在开始执行一项任务，开发仿生吸音器，以帮助世界变得更安静、更健康。

通过利用蛾翅的巧妙特性，可以制造出一种吸声器，该吸声器可以在最小的空间需求下提供高吸声效果。我们的目标是改善生活条件，因为这种受飞蛾启发的吸声器比现有解决方案更薄、更轻90%，从而使吸声壁纸等奇异材料触手可及。

霍尔德里德教授解释说：“蝙蝠回声定位的进化以及其他生物体如何应对它一直是我工作的重点。我和我的团队研究生物体如何进化出适合其需求的回声。就像大多数花朵使用颜色来吸引昆虫一样和鸟类传粉者，我们发现蝙蝠授粉的花朵在它们的花朵回声中传播颜色的声学等效物。目前，我们正在研究没有耳朵的夜行性昆虫如何依靠声学伪装来对抗蝙蝠，展示捕食者之间复杂的声学军备竞赛和猎物。”

霍尔德里德教授的研究中有一项引人入胜的发现，涉及飞蛾(尤其是蚕蛾)的非凡适应能力。这些夜间飞行的昆虫缺乏更典型的防御机制，如超声波敏感的耳朵，相反，它们仅依靠毛茸茸的身体和翅膀上薄薄的重叠鳞片提供的声学伪装。

去除毛皮或鳞片会使它们的回声更大。这意味着毛皮和鳞片吸收蝙蝠使用的声音，形成强大的隐形斗篷，防止生物声纳检测和迷人的声学防御。

“此外，”霍尔德里德教授说，“我们发现它们翅膀上的重叠鳞片薄层也可以充当声学超材料——这是自然界中唯一存在的材料——具有特殊的隔音特性。这一发现具有复制的巨大潜力。这种卓越的天然吸声材料在噪声控制应用中可以使我们所有人受益。”

认识到噪音对人类健康的重大影响，尤其是在城市环境中，霍尔德里德教授的企业奖学金项目旨在开发一种仿生噪音控制的商业解决方案。城市噪音是第二大环境健康风险，对健康造成重大负面影响并造成巨大成本。

英国国家同步加速器钻石光源的飞蛾翅膀成像在揭示这种天然声学超材料的微米和纳米结构方面发挥了至关重要的作用，这种结构创造了其新兴的声学特性。

Diamond首席光束线科学家ChristophRau教授补充道：“我们最近率先开展了叠层成像，以揭示纳米孔隙如何进一步提高飞蛾翅膀的声学性能。对飞蛾不同细节层次的三维研究起着至关重要的作用，提供对结构与其声学特性之间关系的理解。胸蛾鳞片的吸音特性能够吸收其捕食者蝙蝠发出的约三分之二的声能，并显着提高昆虫的生存能力。

在这项研究中，使用了I13-2Diamond-Manchester分支，通过在线相衬断层扫描技术探索了结构的微小细节，为声学模拟提供了关键数据。这项工作目前正在扩展以研究机翼的声学结构特性。

机翼的结构非常精细，因此需要纳米长度尺度的分辨率，将机翼设计与吸音能力联系起来。光束线I13处的第二个分支，即I13-1相干分支，提供最高空间分辨率的成像能力。通过一种称为叠层成像的方法，可以重建散射X射线光波的图案，并且不受探测器或X射线光学器件分辨率的限制。

钻石光源下飞蛾翅膀结构的叠印术重建示例。图片来源：钻石光源

这提供了前所未有的高分辨率成像能力，对于下面的声学模拟是必要的。最近加入I13团队负责数据采集和分析的高级支持科学家KudakwasheJakata表示：“高分辨率数据的质量确实令人印象深刻。”

总体而言，I13光束线成像和相干性的多尺度功能提供了一种整体方法来识别和了解不同的吸声结构，从而保护飞蛾免受捕食者的侵害。

除了噪音控制之外，霍尔德里德教授还强调了生物多样性的关键作用以及保护与我们栖息地共享的每一种生物体的必要性。包括飞蛾在内的昆虫是生态系统不可或缺的一部分，有助于稳定并具有巧妙的适应能力。生物多样性的丧失减少了我们发现和学习大自然非凡发明的机会。通过培养对生命多样性的认识和欣赏，我们可以确保与自然世界和谐共处。

霍尔德里德教授在仿生吸音器方面的工作展示了自然适应在解决复杂的健康挑战方面的巨大潜力。他相信，通过接受自然的教义，我们可以为一个更加可持续和和谐的世界提供丰富的解决方案。

版权说明：本站所有作品图文均由用户自行上传分享，仅供网友学习交流。若您的权利被侵害，请联系我们

标签：教授声学昆虫