Cánh bướm đêm có thể hấp thụ 87% tiếng ồn

Bướm đêm sẽ truyền cảm hứng cho thế hệ vật liệu hấp thụ âm thanh tiếp theo.
Cánh bướm đêm có thể hấp thụ 87% tiếng ồn

Khoảng 65 triệu năm trước, dơi lần đầu tiên phát triển khả năng định vị bằng tiếng vang bằng cách tạo ra những tiếng nhấp tần số cao bằng miệng hoặc mũi của chúng và lắng nghe tiếng vọng dội lại từ các vật thể.

Kể từ đó, dơi và bướm đêm đã tham gia vào một cuộc "chạy đua vũ trang âm thanh" giữa kẻ săn mồi và con mồi. Giờ đây, trong khi loài bướm đêm đang chịu áp lực săn mồi khổng lồ từ dơi và đã phát triển một số biện pháp phòng thủ để sinh tồn, thì sự lựa chọn vũ khí của chúng - cánh bướm đêm - giữ chìa khóa để chuyển đổi công nghệ khử tiếng ồn.

Các nhà nghiên cứu gần đây đã phát hiện ra rằng cánh bướm đêm thực sự cung cấp khả năng bảo vệ âm thanh khỏi các cuộc gọi định vị bằng tiếng vang của dơi, họ đang nghiên cứu xem liệu cấu trúc của chúng có thể "thông báo" cho các tấm hấp thụ âm thanh hoạt động tốt hơn, khi không di chuyển trong không gian trống hay không.

Giờ đây, trong một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Proceedings of the Royal Society A, các chuyên gia tại Đại học Bristol đã phát hiện ra rằng lớp vảy trên cánh bướm đêm có thể hấp thụ âm thanh tuyệt vời ngay cả khi được đặt trên bề mặt nhân tạo.

Bộ hấp thụ âm thanh tuyệt vời

Trong một tuyên bố, Giáo sư Marc Holderied, thuộc Trường Khoa học Sinh học Bristol cho biết, "Điều chúng tôi cần biết trước tiên là những chiếc vảy bướm đêm này sẽ hoạt động tốt như thế nào nếu chúng đứng trước một bề mặt phản xạ âm thanh cao, chẳng hạn như bức tường."

“Chúng tôi cũng cần tìm hiểu cơ chế hấp thụ có thể thay đổi như thế nào khi các vảy tương tác với bề mặt này.”

Theo The Science Times, cấu trúc đôi cánh của côn trùng thể hiện mô hình hoàn hảo, hoạt động như một thiết bị giảm âm siêu bề mặt cho nhiều ứng dụng. Giáo sư Holderied và nhóm của ông đã thử nghiệm điều này bằng cách đặt các phần nhỏ của cánh bướm đêm trên một đĩa nhôm, sau đó kiểm tra một cách có hệ thống hướng của cánh liên quan đến âm thanh truyền đến và việc loại bỏ các lớp cặn ảnh hưởng đến sự hấp thụ.

Họ đã đúng. Cánh bướm đêm được chứng minh là khả năng hấp thụ âm thanh tuyệt vời, ngay cả khi chúng ở trên một chất nền âm thanh rắn. Đôi cánh hấp thụ tới 87% năng lượng âm thanh truyền đến.

Họ cũng lưu ý rằng hiệu ứng là băng thông rộng và đa hướng, bao gồm một loạt các tần số và góc tới của âm thanh.

Tác giả chính Thomas Neil giải thích: “Điều ấn tượng hơn nữa là đôi cánh đang thực hiện điều này trong khi cực kỳ mỏng, với lớp quy mô chỉ bằng 1/50 độ dày của bước sóng âm thanh mà chúng đang hấp thụ. "Hiệu suất phi thường này chứng minh rằng cánh bướm đêm là một siêu bề mặt hấp thụ âm thanh tự nhiên, một vật liệu có các đặc tính và khả năng độc đáo, không thể tạo ra bằng vật liệu thông thường."

Vảy cánh. Nguồn: Đại học Bristol

Thiết kế và xây dựng nguyên mẫu

Khi các thành phố trở nên ồn ào hơn, nhu cầu về các giải pháp giảm thiểu âm thanh hiệu quả, không xâm phạm như vậy ngày càng tăng. Những tấm hấp thụ âm thanh nhẹ này có thể có tác động lớn đến ngành công nghiệp du lịch, với việc tiết kiệm trọng lượng trên máy bay, ô tô và tàu hỏa, tăng hiệu quả trong các phương thức vận tải này, giảm sử dụng nhiên liệu và khí thải CO2.

Các nhà khoa học có kế hoạch tái tạo hiệu suất hấp thụ âm thanh bằng cách thiết kế và xây dựng các nguyên mẫu dựa trên cơ chế hấp thụ âm thanh của loài bướm đêm. Hiện tại, sự hấp thụ mà chúng đặc trưng ở cánh bướm đêm nằm trong dải tần số siêu âm.

Thách thức chính của họ là thiết kế một cấu trúc sẽ hoạt động ở tần số thấp hơn trong khi vẫn giữ nguyên kiến trúc siêu mỏng mà loài bướm đêm sử dụng. Holderied nói: “Những con bướm đêm sẽ truyền cảm hứng cho thế hệ vật liệu hấp thụ âm thanh tiếp theo.

"Nghiên cứu mới đã chỉ ra rằng một ngày nào đó, có thể trang trí các bức tường trong nhà của bạn bằng giấy dán tường hấp thụ âm thanh siêu mỏng, bằng cách sử dụng một thiết kế sao chép các cơ chế giúp bướm đêm ngụy trang âm thanh lén lút."

Thúy Vy
Theo Interesting engineering
CÙNG CHUYÊN MỤC
ĐỌC THÊM