Паутина знаменита своим сочетанием прочности и легкости, но до этого момента не было ничего известно об акустических свойствах паутины, хотя конструкция жилища паука предполагает какую-то связь с гашением волн и вибраций. Новое исследование международной группы ученых подчеркнуло способности паутины, а также привело к созданию метаматериала гасящего звуковые волны и вибрации.
Метаматериал представляет собой периодически повторяющиеся структуры, как у паутинки паука Nephila.
«Было много работы в области метаматериалов в последние годы, чтобы найти наиболее эффективные настройки для гашения волн и манипуляций», — сказал соавтор исследования Федерико Босия, физик в университете Турина в Италии: «Мы обнаружили, что архитектура паутины, в сочетании с переменной упругих свойств окружающей среды,, способна смягчить или гасить колебания в широком диапазоне частот, несмотря на легкий вес».
Моделируя разные версии паутинки исследователи показали, что новая конструкция наиболее эффективна в ингибировании низкочастотного звука и проще настраивается на разные частоты, в сравнении с другими материалами. В сочетании с повышением жесткости химических свойств и неоднородности паучьего шелка, перестраиваемые акустические свойства показали, что новый метаматериал может выступать в качестве массы полезных приложений: звуковая изоляция, защита от землетрясений, звуковая маскировка.
Аккустические свойства паутины зарождаются в концентрических кругах, которые резонируют при вибрации. Как известно, чем больше меньшее волнение какого-то предмета, тем будет меньше вероятности того, что предмет сломается от приложеной нагрузки. Подобный подход используется при строительстве мостов, но не всегда там правильно просчитываются пропорции и от перебора он начинает “плавать”, идти волнами. Потому подобный метоматериал предлагается использовать в строительстве в целом, так как он упрощает расчеты и позволяет делать конструкцию более выносливой и прочной.
В будущем ученые планируют выяснить, возможно ли использование паутинки в промышленных целях, но без ее многоразового слоевого повторения.
