Ang masalimuot na disenyo ng Wing ng Moths

3D na maling representasyon ng kulay na 0.21 mm x 0.28 mm na pakpak ng Lasiocampa quercus moth na nagpapakita ng hugis, pagkakaiba-iba at pagkakasunud-sunod ng mga pangunahing kaliskis (kahel) at mga kaliskis ng takip (asul at dilaw). Kredito: Larawan sa kabutihang loob nina Simon Reichel, Thomas Neil, Zhiyuan Shen at Marc Holderied

Labs Out Ng Ebolusyonaryong Lahi ng Armas Gamit ang Disenyo Wophicated Wing

Napaka-payat, sobrang sumisipsip at labis na dinisenyo upang makaabala ang pansin, ang mga pakpak ng moth ay maaaring hawakan ang susi sa pagbuo ng mga teknolohikal na solusyon upang mabuhay sa isang maingay na mundo.

Tulad ng isiniwalat sa isang bagong pag-aaral na inilathala ngayon sa PNAS, mananaliksik mula sa Unibersidad ng Bristol natagpuan ang tumpak na pagtatayo ng mga pakpak ng moth upang paganahin ang species na maiwasan ang pinaka-mapanganib na mandaragit sa 65-milyong taong gulang na evolutionary arm na lahi.

Ang paggamit ng isang malawak na hanay ng mga diskarte sa pansulat, kabilang ang maaliwalas na pag-iisip, acoustic-mekanika at refrakometry, isang koponan mula sa Bristol’s School of Biological Science na natagpuan na ang isang napakaliit na layer ng moths ay nabago sa hindi pangkaraniwang mga istrakturang sumisipsip ng ultrasound na nagbibigay ng pagtago ng tunog laban sa mga paniki. echolocating.

Moth Antheraea pernyi at Butterfly Graphium agamemnon

Pinagsamang imahe ng Antheraea pernyi moth (itaas) at Graphium agamemnon butterfly (sa ibaba) na nagpapakita ng mga imahe sa kaliwa at isang imahe ng echo ng ultrasound sa kanan. Tandaan na ang mga pakpak ng moth ay may mga mahina na echo (imahe ng acoustic) kaysa sa mga pakpak ng butterfly. Kredito: Larawan sa kabutihang loob nina Marc Holderied at Thomas Neil

Ano ang ginagawang higit na kapansin-pansin ang pagtuklas ng pangkat ay natuklasan nila ang unang kilalang kababalaghan na natural na nangyayari sa mga acoustic metamaterial. Ang Metamaterial ay ayon sa kaugalian na tinukoy bilang isang pinaghalo na materyal na idinisenyo upang maipakita ang mga katangiang pisikal na lampas sa mga matatagpuan sa kalikasan. Ang mga natural na nagaganap na metamaterial ay napakabihirang at dati ay walang uliran sa mundo ng acoustics.

Mas maaga sa taong ito, eksperto sa etika at neuros siyentista na si Dr. Inulat ni Marc Holderied at mga kapwa mananaliksik kung paano binago ng mga buli ng gamugamo ang sukat ng pagsipsip ng ultrasound sa kanilang mga katawan na pinapayagan silang sumipsip ng 85 porsyento ng lakas ng ingay na ginamit ng mga paniki upang makita ang mga ito.

Ang pangangailangan para sa kaligtasan ng buhay ay nangangahulugan na ang mga moths ay nag-convert ng isang 1.5mm malalim na hadlang na proteksiyon na kumikilos bilang isang malakas na sprayer ng tunog. Ang gayong isang hadlang na proteksiyon ay hindi gagana sa mga pakpak pa rin, kung saan ang pinataas na kapal ay hadlangan ang kakayahang lumipad ng mga gamugamo. Ang isang pangunahing tampok ng acoustic metameterials ay ang mga ito ay mas maliit kaysa sa haba ng tunog na kanilang ginagawa, na nagpapahintulot sa kanila na maging mas maliit kaysa sa tradisyunal na built-in na mga tunog na sumisipsip.

Nangungunang Proyekto sa Disenyo ng Wing

3D na maling representasyon ng kulay na 0.21 mm x 0.28 mm na pakpak ng Lasiocampa quercus moth na nagpapakita ng hugis, pagkakaiba-iba at pagkakasunud-sunod ng mga pangunahing kaliskis (kahel) at mga kaliskis ng takip (asul at dilaw). Kredito: Larawan sa kabutihang loob nina Simon Reichel, Thomas Neil, Zhiyuan Shen at Marc Holderied

Sa isang kamakailang pag-aaral, ang koponan ng Bristol, na pinangunahan ng mga unang may-akda na sina Dr. Thomas Neil at Dr. Zhiyuan Shen, ay nagsiwalat na ang mga gamugamo ay lumipat ng isang hakbang pa upang masagip ang mga buhay, na ginagawang daang beses na mas mababa ang resonant absorber kaysa sa haba ng daluyong ng tunog na sumisipsip, sa gayon ay nagbibigay ng mga insekto ng kakayahang mag-imbak ng ilaw ng mga ito habang binabawasan ang kakayahan ng mga paniki upang makita ang mga echo ng kanilang mga pakpak habang lumilipad.

Sa pamamagitan ng pagsusuri sa mga kumplikadong imahe ng tunog na nailipat gamit ang tomography ng ultrasound, natagpuan ng koponan na ang mga pakpak ng gamugamo ay nagbago sa isang resonant absorber na isang mabisang proteksyon laban sa mga nakakapanghihina na paniki. Ang mga natuklasan na ito ay maaaring lubos na mapahusay ang mga pagsisikap ng mga materyal na siyentista, acoustician at sonar engineers na magdisenyo ng mga bio-inspired na sound effects na may iba’t ibang pagganap ng subwavelength.

“Nakakagulat, ang mga pakpak ng gamugamo ay nagbago rin sa isang kemikal na sumisipsip ng lahat ng mga alon ng paniki, sa pamamagitan ng pagdaragdag ng isa pang kamangha-manghang tampok – na kasama ang marami sa mga resonator na ito na naka-target sa alon sa isang hanay ng mga solvents, na nagsasama upang makuha ang broadband sa pamamagitan ng pag-arte bilang acoustic metamaterial – ang unang kilalang hindi pangkaraniwang kababalaghan, “sabi ng lead researcher na si Dr Holderied. “Ang pagsipsip ng broadband ay napakahirap makamit sa mga istruktura ng ultrathin ng mga pakpak ng gamo, na kung saan ito ay kapansin-pansin.”

Ito ay umaabot nang lampas sa mga limitasyon ng mga makalumang manicure na ginagamit upang makuha ang ingay sa mga lugar ng opisina na gumagamit ng malalaki, makapal na materyales.

Sinabi ni Dr. Idinagdag ni Holderied: “Ang pangakong ito ay isa sa pinakamaliit na mga reducer ng ingay sa ating mga tahanan at tanggapan, mas malapit ito sa sound system na mas maraming nalalaman at mas katanggap-tanggap kaysa sa malalaking mga panel ng absorber.”

Ang pinakabagong pag-aaral na ito ay itinatayo sa nakaraang gawain ng koponan sa mga acousto-mekanika ng mga indibidwal na kaliskis, at ipinapakita kung paano makamit ang pagsipsip ng mga tradisyunal na kaliskis ng mga kaliskis sa mga moth na katawan na maaaring makamit na may maliliit na istraktura sa mga pakpak upang magbigay ng kumpletong pisikal na proteksyon.

Mga Sanggunian: “Ang mga pakpak ng isang acoustic metallic moth” ni Thomas R. Neil, Zhiyuan Shen, Daniel Robert, Bruce W. Drinkwater at Marc W. Holderied, na may petsang 23 Nobyembre 2020, Mga Pamamaraan ng National Academy of Science.

Ang pananaliksik na ito ay suportado ng Biotechnology and Biological Science Research Council (BBSRC, BB / N009991 / 1), Engineering and Physical Science Research Council (EPSRC, EP / T002654 / 1) at ang pinagmulan ng ilaw ng Diamond (MT17616).

Ang pinakabagong mga natuklasan na ito ay nabuo sa mga nakaraang pag-aaral na isinagawa ng koponan ng Bristol na inilathala sa Journal of the Royal Society noong Pebrero 2020. Na may higit sa 68,000 na pagtingin, ang mga kaliskis na may papel na paliguan tulad ng mga butas para sa panloob na biosonar na pabalat – ang pinakahuling nai-download na papel sa magasin ng Royal Society Interface.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Pagkuha ng Impormasyon sa Kasaysayan ng Neanderthal na Populasyon Gamit ang Sinaunang Nuclear DNA Mula sa Mga Ciment Sediment

Gallery sa lugar ng yungib ng mga estatwa sa hilagang Espanya. Kredito: Javier Trueba - Madrid Scientific Films Ang Mitochondrial DNA ng mga archaic...

Kung Paano Maaaring Lumaki ang Iba Pang Mga Karamdaman na Fungi Sa Maliit na Puwang

Ang isang pangkat na pinangunahan ng Tsukuba University ay natagpuan ang isang makabuluhang pagkakaiba na nagpapaliwanag kung bakit ang ilang mga species ng fungi...

Para sa Mga Tatanggap ng Transplant, Isang Pangatlong Dosis ng Bakuna sa COVID Maaaring Mag-alok ng Mas mahusay na Proteksyon

Ipinakita ng mga mananaliksik sa Johns Hopkins Medicine na tatlong dosis ng bakuna laban sa SARS-CoV-2-ang virus na sanhi ng pagtaas ng antas ng...

Ang mga sigla ng usok na nasa daang siglo na napanatili sa niyebe ay nagbubunyag ng isang maalab na nakaraan – at ang hinaharap...

Inisyu ni Harvard John a. Paulson School of Engineering at Applied Science Hunyo 18, 2021 Ang usok mula sa mga wildfires na gawa ng tao...

Inihanda ng NASA ang “Moonikin” na kumander para sa Artemis 1 lunar na misyon

Sa larawang ito, sinusubukan ng mga inhinyero ang isang pagsubok na panginginig ng boses sa upuan ng Orion at ang Chemini Space Center -...

Newsletter

Subscribe to stay updated.