Bristol Üniversitesi’nde yapılan yeni bir araştırmaya göre, bazı güvelerin kanatlarında bulunan doğal akustik metamateryaller, yarasalar tarafından av olmalarını engelliyor. Bilim insanlarının yaptığı simülasyonlar ve deneylerin kombinasyonuyla, güvelerin kanat pullarının geniş bir frekans aralığındaki ultrasonu absorbladığı(sönümlediği) gösterildi. Yani güve kanatları yarasaya karşı görünmez olmasını sağlıyor. Bu keşif sayesinde ses geçirmez biyomateryaller geliştirilebilir.
Yarasalar avlanırken ekolokasyon kullandığından, yarasalara avlanmamak için evrimsel baskı altında kalıyor. Aslen, birçok güve türü yarasaların kullandığı ultrason sesleri duymada çok iyiler. Fakat diğer güvelerin aksine, bu güveler akustik bir kamuflaj kullanarak, yarasalara yakalanmaktan kurtuluyor. Bu güvelerin kanatlarındaki yapılar, ses dalgalarını dalgaboyu altı şekilleri sayesinde, ultrasonik ses dalgalarını saçarak ya da absorblayarak savuşturuyor.
Bilim insanları daha öncesinde kelebek kanatlarında yanar döner renkleriyle optik özellikler sergileyen benzeri metamateryaller olduğu gözlemlenmişti.
Buna rağmen bu pullar sesi sönümlemeye pek uygun değildi. Bu nedenle Holderied’in ekibi güve kanatlarında neyin farklı olduğu araştırdı. Araştırmacılar kulaksız iki güve türünü araştırdı- Antheraea pernyi ve Dactyloceras lucina.
Elektron Mikroskopu ve Mikro Tomografi Kullanımı
Araştırmacılar ilk olarak taramalı elektron mikroskopisi ve mikro-bilgisayarlı tomografi kullanarak her iki türün de kanat pullarının şeklini ve dizilimini çıkardı. Elde edilen görüntüler pulların üst üste binen kürek benzeri hafif membranlardan oluştuğunu gösterdi. Bu tabakalar 0,3 mm’den daha ince olduğundan, yarasaların kullandığı ultrason dalgalarına göre çok daha kısa.
Sonraki deneylerde, Holderied ve arkadaşları bu tabakaların geniş ölçekteki ses dalgalarını önemli derecede sönümlediğini keşfetti. 20 kHz’e frekans kadar düşük dalgaların absorblanabildiği ve maksimum absorpsiyonun 78 kHz’da % 72’ye kadar çıktığı bulundu.
Bilgisayar modelleri kullanarak, bu gelişmiş absorpsiyon özelliklerinden sorumlu mekanizmaları ortaya koymaya çalıştı. Pullar kanatta bulunduğu konuma göre oldukça farklılık gösterebiliyor. Araştırmacılar, bu varyasyonların pullarda doğal rezonans frekanslarına yol açtığını buldu. İlaveten, bu modeller birbirine komşu pulların titreşiminde güçlü bir bağlantı olduğunu gösterdi. Yani bu sayede pullar geniş bir frekans aralığındaki akustik dalgaları sönümleyebiliyor. Bu kelebek kanatlarında daha önce görülmemiş bir özellik.
Bu iki güve türünün kanatları, ilk onaylanan doğal akustik materyaller oldu. Bu sayede çok ince ses geçirmez paneller ve gözenekli ses emiciler üretilerek ses yalıtımında kullanılabilir.
Araştırma Proceedings of the National Academy of Science dergisinde yayınlandı.
Kaynak: https://physicsworld.com/a/acoustic-metamaterial-helps-moths-avoid-being-eaten-by-bats/
