飞蛾翅膀实际上是天然的隐形声学超材料

根据《美国国家科学院院刊》年最近的一份报告，英国研究人员发现了飞蛾翅膀的精确结构，这使得该物种能够在6500万年前的“进化军备竞赛”中逃脱最麻烦的捕食者。

布里斯托大学生物科学学院的研究团队利用一系列分析技术，包括机载截面成像、声学力学和折射计，发现蛾翅膀上非常薄的鳞片进化出了超常的超声吸收特性，从而为避免蝙蝠的回声探测提供了隐形的声学伪装。

更引人注目的是，研究人员发现了第一种已知的自然存在的声学超材料。传统上，超材料被描述为人造复合材料，其被设计成显示出超过自然界中可获得的物理特性。天然超材料如此罕见，以至于在声学领域从未被描述过。

今年早些时候，行为声学和感觉生态学专家马克霍尔德里德(Mark Holderide)博士和他的合作研究人员报告说，失聪的蛾子可以在身体上形成超声波吸收鳞片，使它们能够吸收蝙蝠用来探测它们的85%的外来声能。

生存的需要意味着飞蛾会进化出一种深度为1.5 mm的鳞片保护屏障，可以作为多孔吸声材料。但是这种保护屏障对飞蛾翅膀是不起作用的，因为飞蛾翅膀越厚，会阻碍飞蛾的飞行能力。声学超材料的一个关键特征是，它们比作用在它们身上的声音波长小得多，这使得它们比传统的吸声器薄得多。

布里斯托大学(Bristol University)的最新研究通过检查超声波断层扫描捕捉到的声音的复杂横截面图像，发现蛾子在拯救生命方面又迈出了一步，创造了一种共振吸收器，其厚度比吸收的声音波长薄100倍，这样昆虫就可以保持光线，同时降低蝙蝠在飞行中检测到翅膀回声的可能性。

最让人惊讶的是，飞蛾翅膀又开发出了一种方法，通过增加另一种神奇的功能，让共振吸收器吸收所有蝙蝠频率。——他们将许多调谐到不同频率的谐振器组装成一系列吸收器，从而共同创造了一种可用作声学超材料的宽带吸收器。这是自然界中第一个已知的声学超材料。

蛾翅超薄结构获得的宽带吸收性能是很难达到的，其优秀之处在于远远超过了传统多孔吸声体用于办公环境吸声的极限。由此产生的愿景是，科学家可以为家庭和办公室设计超薄吸音器“壁纸”，以取代目前使用的笨重吸音器面板。