나방의 음파 흡수 기술을 응용한 방음 소재 가능할까?

(Antheraea pernyi. Credit: University of Bristol)

(Close up of a wing scale. Credit: University of Bristol)

(Scale close-up. Credit: University of Bristol)

나방은 야행성 곤충으로 새의 공격에는 상대적으로 안전하지만, 박쥐라는 만만치 않은 천적에 시달리고 있습니다. 수천 만년 동안 박쥐와 나방은 진화적 군비 경쟁을 통해 초음파와 초음파를 회피하는 능력을 진화시켰습니다.

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브리스톨 대학의 과학자들은 나방의 음파 흡수 능력이 가볍고 얇으면서도 효과적인 방음 소재를 개발하는데 도움을 줄 것으로 생각하고 연구를 진행했습니다.

연구팀은 나방 날개에 있는 작은 비늘(scale)에 음파 흡수의 비밀이 있다고 보고 실험실에서 이를 검증했습니다. 연구 결과 이 미세한 비늘의 얇은 층은 음파 파장의 1/50에 불과한 두께로 음파를 흡수했습니다. 현미경으로 봐야할 만큼 얇고 작은 크기에도 모든 방향에서 음파 흡수율은 87%에 달했습니다.

물론 당장 이것과 비슷한 방음 소재를 양산할 순 없지만, 놀라운 방음 효율은 앞으로 얇고 가벼우면서도 소리를 상당 부분 차단하는 방음 소재를 개발하는 데 도움을 줄 것으로 기대됩니다.

방음 소재는 건물의 층간 혹은 외부 소음을 차단은 물론 차량이나 항공기처럼 소음이 많이 발생하는 운송기기의 외부 및 엔진 소음 차단에도 중요합니다. 특히 경량화가 중요한 차량이나 항공기에 도움이 되는 기술로 생각합니다.

작인 곤충인 나방 입장에서는 박쥐의 초음파에서 자신을 숨기기 위해 아주 가볍고 얇은 방음 소재를 만들어야 하는 강한 진화압을 받았을 것입니다. 수천 만년 동안 모아진 자연의 지혜가 인간에게도 도움을 줄 것으로 기대합니다.

참고

https://phys.org/news/2022-06-moth-winginspired-absorbing-wallpaper-sight.html

Moth wings as sound absorber metasurface, Proceedings of the Royal Society A: Mathematical and Physical Sciences (2022). DOI: 10.1098/rspa.2022.0046. royalsocietypublishing.org/doi … .1098/rspa.2022.0046

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