محاكاة لأجنحة "العثة".. تفاؤل بتطوير مواد عازلة للصوت بنسبة 87 %

توصل باحثون من كلية العلوم البيولوجية بجامعة بريستول البريطانية، إلى أن أجنحة حشرة تحجب الأصوات في محيطها بنسبة 87%، حيث يمكن استخدام شكل هيكلها الهندسي في المستقبل في صنع مواد جديدة عازلة لضوضاء الصوت في المباني والمركبات.

وكشفت نتائج الفريق البحثي والتي نشرت، اليوم الأربعاء، في مجلة وقائع الجمعية الملكية العلمية البريطانية السلسلة A، أنه عند تركيب أجزاء صغيرة من أجنحة العثة على سطح صلب، فإن هذه الأجزاء قادرة على امتصاص ما يصل إلى 87 % من الموجات الصوتية الواردة.

واكتشف الباحثون البريطانيون في دراستهم والتي بدأوها، في العام 2020، أن الحراشف الموجودة على جناح العث تعمل كممتص للصوت، ما يجعلها غير مرئية تقريبًا لمفترسها الليلي.

ثم شرعوا في دراسة ما إذا كان يمكن استخدام هيكل الجناح على ألواح امتصاص الصوت عند عدم التحرك في الفضاء الحر.

وقال البروفيسور مارك هولريد، الباحث المشارك في الدراسة: "درسنا أولًا مدى جودة أداء حراشف أجنحة العثة إذا كانت أمام سطح عاكس صوتي مثل جدار، واحتجنا أيضًا إلى معرفة كيف يمكن أن تتغير آليات الامتصاص عندما تتفاعل الحراشف مع هذا السطح".

وقام العلماء بلصق أجزاء صغيرة من أجنحة العث على قرص من الألومنيوم قبل اختبار قدرتها على الامتصاص.

وتم اختبار أقسام الجناح مع ودون تثبيت الحراشف على الأسطح العلوية والسفلية للجناح.

ونظروا في كيفية تأثر امتصاص الصوت بتوجيه الجناح فيما يتعلق بالصوت الوارد، وعدد طبقات حراشف الجناح المستخدم.

ووجدوا أن تأثير إلغاء الضوضاء جاء على نطاق عريض وشامل الاتجاهات، ويغطي نطاقًا واسعًا من الترددات وزوايا سقوط الصوت.

من جانبه قال الدكتور توماس نيل، المؤلف الرئيس في الدراسة: "ما هو أكثر إثارة للإعجاب هو أن الأجنحة تفعل ذلك بينما تكون رقيقة بشكل لا يصدق، مع كون طبقة الحراشف لا تزيد على 1/50 من سمك الطول الموجي للصوت الذي تمتصه".

وتابع الدكتور توماس نيل: "هذا الأداء الاستثنائي يؤهل جناح العثة باعتباره سطحًا طبيعيًا ممتصًا للصوت، لمادة لها خصائص وقدرات فريدة، لا يمكن إنشاؤها باستخدام المواد التقليدية."

وأكد الباحثون أن نتائج البحث تظهر أنه في يوم من الأيام سيكون من الممكن تزيين جدران المنزل بورق حائط فائق النحافة يمتص الصوت، باستخدام تصميم ينسخ الآليات التي تمنح حشرة العث تمويهًا صوتيًا خفيًا.

كما تفتح النتائج الأبواب لإنشاء ألواح فائقة الرقة لامتصاص الصوت يمكن تركيبها على السطح الخارجي للمباني، ووسائل النقل مثل السيارات، وكبائن الطائرات لتقليل وزنها، وبالتالي استخدام الوقود، وانبعاثات الكربون.

ويعد التلوث الضوضائي ثاني أكبر سبب بيئي للمشاكل الصحية، بعد تأثير جودة الهواء مباشرة، وهو مرتبط بفقدان السمع، وارتفاع ضغط الدم، وأمراض القلب، واضطرابات النوم، والتوتر.

ومع ارتفاع ضوضاء الصوت في المدن مع النمو السكاني العالمي، هناك حاجة متزايدة لحلول عازلة للصوت تتسم بالكفاءة وتحد من الملوثات.