Per sfuggire ai pipistrelli l’evoluzione ha portato le falene ad avere le ali equivalenti a metamateriali acustici.
Questi sono i risultati di uno studio effettuato da Neil, Thomas & Shen, Zhiyuan & Robert, Daniel & Drinkwater, Bruce & Holderied, Marc. (2021) nell’articolo “Moth wings are acoustic metamaterials”, (Le ali delle falene sono metamateriali acustici) pubblicato su “The Journal of the Acoustical Society of America”.
Cosa sono i metamateriali acustici?
I metamateriali acustici sono materiali progettati per controllare, dirigere e manipolare le onde sonore, e appaiono come un candidato promettente per le tecnologie di controllo dei suoni. Piuttosto che dipendere da materiali specifici, il loro successo deriva dalle caratteristiche specifiche della forma della struttura.
Ma andiamo ai risultati dell’articolo
L’intensa pressione data dalla predazione dei pipistrelli mediante gli ecolocalizzaotri ha portato all’evoluzione di una serie di difese anti-pipistrello nelle falene notturne.
Le ali delle falene sono ricoperte da scaglie che mostrano forme intricate e nano strutture scolpite.
Lo strato di scaglie forma un metamateriale assorbente di ultrasuoni che è 111 volte più sottile della lunghezza d’onda assorbita più lunga.
Le analisi sperimentali e numeriche della vibrodinamica su scala individuale rivelano che le prime tre risonanze di queste scaglie di falena si trovano all’interno della gamma di frequenze di ecolocalizzazione tipica dei pipistrelli, mentre la diversità della forma della scaglia sull’ala si traduce in un’ampia distribuzione di risonanza.
Le singole scaglie formano delle celle risonanti sull’ala e collettivamente generano un assorbimento a lunghezze d’onda più ampia.
La modellazione numerica conferma che le proprietà acustiche delle ali di falena derivano dall’interazione di risonatori a scagli singola diversamente sintonizzati, creando prestazioni acustiche superiori oltre a quelle dei singoli elementi, confermando la funzionalità del metamateriale assorbente a banda larga.
Questo assorbitore di rumore fornisce alle ali delle falene un camuffamento acustico contro l’ecolocalizzazione dei pipistrelli, infatti combina l’assorbimento a banda larga di tutte le frequenze utilizzate dai pipistrelli con strutture leggere e ultrasottili che soddisfano i vincoli aerodinamici sul peso e sullo spessore dell’ala.
Un ottima combinazione di protezione e leggerezza.
Riferimenti
Qui potete richiedere l’articolo completo:
https://www.researchgate.net/publication/352069099_Moth_wings_are_acoustic_metamaterials
Un saluto e …
Al prossimo articolo.
Farfalle e falene della pianura Friulano-Veneta
Affiliazioni
Guida agli insetti d’Europa. Ediz. illustrata (Italiano) Copertina flessibile – Illustrato
Guida delle farfalle d’Europa e Nord Africa. Ediz. illustrata
