據(jù)《美國國家科學院院刊》近日報道,，英國研究人員發(fā)現(xiàn)了飛蛾翅膀的精確構(gòu)造,，正是這種構(gòu)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(nèi)的一系列分析技術(shù),，發(fā)現(xiàn)蛾翼上非常薄的鱗片層已經(jīng)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(fā)現(xiàn)是,，研究人員確定了首個已知的天然發(fā)生的聲學超材料。傳統(tǒng)上,，超材料被描述為一種人造復(fù)合材料,，該材料經(jīng)過工程設(shè)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(lǐng)域從未有過描述,。

今年早些時候，行為聲學和感官生態(tài)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(fā)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(guān)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(tǒng)構(gòu)造的吸聲器薄得多,。

通過檢查使用超聲波斷層攝影術(shù)捕獲的聲音的復(fù)雜橫截面圖像，布里斯托大學的最新研究發(fā)現(xiàn),，飛蛾進一步邁出了挽救生命的一步,，創(chuàng)造出了一種共振吸收器，其厚度要比吸收的聲音波長薄100倍,，從而使昆蟲在保持輕盈的同時,，減少蝙蝠探測到其飛行中翅膀回聲的可能性,。

最令人驚訝的是，蛾翼還通過添加另一個驚人的功能,，發(fā)展出一種使共振吸收器吸收所有蝙蝠頻率的方法——它們將許多單獨調(diào)諧到不同頻率的共振器組裝成一系列吸收器,，從而共同創(chuàng)建出可作為聲學超材料的寬帶吸收器。這是自然界中第一種已知的聲學超材料,。

蛾翼超薄結(jié)構(gòu)所獲得的寬帶吸收性能很難實現(xiàn),，其出色性在于遠遠超出了目前用于辦公室環(huán)境吸收聲音的傳統(tǒng)多孔吸收器所能達到的極限。由此帶來的愿景是,，科學家或可據(jù)此設(shè)計出用于家庭和辦公室的超薄吸聲器“墻紙”,，以替代目前使用的笨重的吸聲器面板。

文/科技日報記者馮衛(wèi)東

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