حشرة عمرها 250 مليون عام تلهم صناعة ورق جدران يمتص الصوت!
الأجنحة ذات الفرو الماصة للصوت لعثة عمرها 250 مليون يمكن أن تكون مفتاحًا لمواد ممتصة للصوت في المستقبل.
في الوقت الذي انقرضت فيه الديناصورات منذ حوالي 65 مليون سنة طورت الخفافيش وهي من الحيوانات الرئيسية المفترسة للعث، طورت الأخيرة قدرتها على تحديد الموقع بالصدى، فكانت الخفافيش تصدر نقراتٍ بفمها أو أنفها، وفي الوقت ذاته طورت العديد من العث آذانًا حساسة لتحديد الموقع بالصدى.
بعض الأنواع مثل عثّ الحرير الفروي، لم تنمُ لها آذانًا على الإطلاق بل استخدمت آلية دفاعٍ أخرى وهي الأجنحة الماصة للصوت.
تم اكتشاف ما يعرف بالتمويه الصوتي عام 2018، عندما وجد فريقٌ من الباحثين في جامعة بريستول أن العثّ المغطى بالفرو يحتوي على طبقة على أجنحتها يمكنها امتصاص ما يصل إلى 85٪ من الأمواج الصوتية التي تصطدم بها، وهذا ما يجعل تحديد مكانها أمرًا صعبًا على الخفافيش.
وتشير الآن دراسة حديثة لنفس الفريق الباحث، أن أجنحة هذه العثة يمكنها امتصاص أنواع جديدة من المواد الصوتية فائقة الرقة.
ولأن الطبيعة تلهم البشر دومًا للحصول عن حلولٍ لمشاكلهم، فقد صمموا مثلًا أجنحة الطائرة على غرار الطيور، وفتحات تبريدٍ مستوحاةٍ من أكوام النمل الأبيض، والزجاج الآمن للطيور المستوحى من الخيوط العاكسة للأشعة فوق البنفسجية في شبكات العنكبوت.
تطورت العث قبل حوالي 200 مليون سنة تقريبًا قبل الخفافيش، وذلك وفقًا لملوك هولريد أستاذ البيولوجيا الحسية في جامعة بريستول والمؤلف المشارك بالدراسة الجديدة مع توماس نيل، حيث كان للعث المكسو بالفرو قشور على أجنحتها حتى قبل وصول الخفافيش ربما لحماية أنفسها من شبكات العنكبوت اللاصقة.
خلص العلماء بعد مجهود ست سنوات إلى أن العث بلا أذنين توجب عليه الاعتماد على أجنحته الصوتية للبقاء على قيد الحياة، تمكنوا من معرفة ذلك من دراسة الغبار الناعم الموجود على أجنحتهم.
عندما يضرب الصوت ذرات الغبار هذه بترددٍ صحيحٍ فإنها تبدأ بالاهتزاز وعن طريق هذا الاهتزاز يأخذون الطاقة الصوتية من الهواء ويحولونها إلى طاقة ميكانيكية ستخمد بالنهاية وتتحول إلى حرارة، تُعرف هذه العملية بامتصاص الرنين، ويمكن أن تكون ماصات الرنين بسمك جزء بالمئة من الطول الموجي الذي يحاولون إيقافة.
وتعمل هذه المادة الجديدة إلى حدٍّ ما مثل نسيج ورق الحائط الرقيق للغاية المطبق على مجموعة متنوعة من الأسطح من جدران المكتب إلى مقاعد الطائرة.
يقول هولديد: "نحن نتحدث عن شيء يقاس بالميليمترات بدلًا من السنتيمترات" مشيرًا بذلك إلى أن المواد الرنانة ستكون أكثر كفاءة من المواد المسامية المستخدمة في الصوتيات التقليدية، وعندما تكون المادة أرق ستكون أخفّ وزنًا، وهذا ما قد يساعد على سبيل المثال في تقليل الوزن الإجمالي للطائرة وتوفير الوقود.
يعمل فريق هولديد على عدة نماذج أولية مصنوعة من شيء يسمى المادة الخارقة. هذه المواد المهندسة مصنوعة من عدد كبير من الخلايا من شأنها أن تحاكي كيفية عمل أجنحة العثة.
التحدي الآن هو ترجمة المفهوم بحيث يعمل مع النطاق المسموع البشري، فحتى الآن استخدم العلماء إشارات فوق صوتية أعلى من النطاق الذي يمكن أن يسمعه البشر، لكن هولوريد يقول إن حجم كل مقياس على المادة الخارقة يمكن أن يساعد في تحديد نوع الأصوات التي يمكن أن يمتصها، ما يعتبر أمرًا مبشرًا.
من المحتمل أن تمر بضع سنوات قبل أن تصل هذه المواد إلى السوق، ولكن إذا حدث ذلك، فسيكون ذلك تتويجًا لـ 250 مليون سنة من العمل.
https://www.arageek.com/news/a-250-million-year-old-insect-could-inspire-an-ultrathin-wallpaper-that-absorbs-sound?fbclid=IwAR1pakdhE_jpSBcrOl5uROEXfueAMTITfze0f61FnufRJn84YkAI6hZFejA
في الوقت الذي انقرضت فيه الديناصورات منذ حوالي 65 مليون سنة طورت الخفافيش وهي من الحيوانات الرئيسية المفترسة للعث، طورت الأخيرة قدرتها على تحديد الموقع بالصدى، فكانت الخفافيش تصدر نقراتٍ بفمها أو أنفها، وفي الوقت ذاته طورت العديد من العث آذانًا حساسة لتحديد الموقع بالصدى.
بعض الأنواع مثل عثّ الحرير الفروي، لم تنمُ لها آذانًا على الإطلاق بل استخدمت آلية دفاعٍ أخرى وهي الأجنحة الماصة للصوت.
تم اكتشاف ما يعرف بالتمويه الصوتي عام 2018، عندما وجد فريقٌ من الباحثين في جامعة بريستول أن العثّ المغطى بالفرو يحتوي على طبقة على أجنحتها يمكنها امتصاص ما يصل إلى 85٪ من الأمواج الصوتية التي تصطدم بها، وهذا ما يجعل تحديد مكانها أمرًا صعبًا على الخفافيش.
وتشير الآن دراسة حديثة لنفس الفريق الباحث، أن أجنحة هذه العثة يمكنها امتصاص أنواع جديدة من المواد الصوتية فائقة الرقة.
ولأن الطبيعة تلهم البشر دومًا للحصول عن حلولٍ لمشاكلهم، فقد صمموا مثلًا أجنحة الطائرة على غرار الطيور، وفتحات تبريدٍ مستوحاةٍ من أكوام النمل الأبيض، والزجاج الآمن للطيور المستوحى من الخيوط العاكسة للأشعة فوق البنفسجية في شبكات العنكبوت.
تطورت العث قبل حوالي 200 مليون سنة تقريبًا قبل الخفافيش، وذلك وفقًا لملوك هولريد أستاذ البيولوجيا الحسية في جامعة بريستول والمؤلف المشارك بالدراسة الجديدة مع توماس نيل، حيث كان للعث المكسو بالفرو قشور على أجنحتها حتى قبل وصول الخفافيش ربما لحماية أنفسها من شبكات العنكبوت اللاصقة.
خلص العلماء بعد مجهود ست سنوات إلى أن العث بلا أذنين توجب عليه الاعتماد على أجنحته الصوتية للبقاء على قيد الحياة، تمكنوا من معرفة ذلك من دراسة الغبار الناعم الموجود على أجنحتهم.
عندما يضرب الصوت ذرات الغبار هذه بترددٍ صحيحٍ فإنها تبدأ بالاهتزاز وعن طريق هذا الاهتزاز يأخذون الطاقة الصوتية من الهواء ويحولونها إلى طاقة ميكانيكية ستخمد بالنهاية وتتحول إلى حرارة، تُعرف هذه العملية بامتصاص الرنين، ويمكن أن تكون ماصات الرنين بسمك جزء بالمئة من الطول الموجي الذي يحاولون إيقافة.
وتعمل هذه المادة الجديدة إلى حدٍّ ما مثل نسيج ورق الحائط الرقيق للغاية المطبق على مجموعة متنوعة من الأسطح من جدران المكتب إلى مقاعد الطائرة.
يقول هولديد: "نحن نتحدث عن شيء يقاس بالميليمترات بدلًا من السنتيمترات" مشيرًا بذلك إلى أن المواد الرنانة ستكون أكثر كفاءة من المواد المسامية المستخدمة في الصوتيات التقليدية، وعندما تكون المادة أرق ستكون أخفّ وزنًا، وهذا ما قد يساعد على سبيل المثال في تقليل الوزن الإجمالي للطائرة وتوفير الوقود.
يعمل فريق هولديد على عدة نماذج أولية مصنوعة من شيء يسمى المادة الخارقة. هذه المواد المهندسة مصنوعة من عدد كبير من الخلايا من شأنها أن تحاكي كيفية عمل أجنحة العثة.
التحدي الآن هو ترجمة المفهوم بحيث يعمل مع النطاق المسموع البشري، فحتى الآن استخدم العلماء إشارات فوق صوتية أعلى من النطاق الذي يمكن أن يسمعه البشر، لكن هولوريد يقول إن حجم كل مقياس على المادة الخارقة يمكن أن يساعد في تحديد نوع الأصوات التي يمكن أن يمتصها، ما يعتبر أمرًا مبشرًا.
من المحتمل أن تمر بضع سنوات قبل أن تصل هذه المواد إلى السوق، ولكن إذا حدث ذلك، فسيكون ذلك تتويجًا لـ 250 مليون سنة من العمل.
https://www.arageek.com/news/a-250-million-year-old-insect-could-inspire-an-ultrathin-wallpaper-that-absorbs-sound?fbclid=IwAR1pakdhE_jpSBcrOl5uROEXfueAMTITfze0f61FnufRJn84YkAI6hZFejA