Den bästa mikrofonen i världen kan ha en oväntad källa:spindelsilke. Spindlar väver nät för att fånga sina insektssnacks, men de klibbiga trådarna hjälper också spindlarna att höra.
Till skillnad från mänskliga trumhinnor och konventionella mikrofoner som upptäcker ljudtryckvågor, reagerar spindelsilke på förändringar i luftpartiklarnas hastigheter när de trycks omkring av ett ljudfält. Denna metod för detektering av ljudhastighet är fortfarande till stor del underutforskad jämfört med tryckavkänning, men den har stor potential för högkänslig ljuddetektering på långa avstånd.
Forskare från Binghamton University undersökte hur spindlar lyssnar på sina miljöer genom nät. De fann att banorna matchade den akustiska partikelhastigheten för ett brett spektrum av ljudfrekvenser. Ronald Miles presenterade sitt arbete 16 maj vid ett gemensamt möte mellan Acoustical Society of America och Canadian Acoustical Association, som hölls 13–17 maj på Shaw Center i centrala Ottawa, Ontario, Kanada.
"De flesta insekter som kan höra ljud använder fina hårstrån eller deras antenner, som inte reagerar på ljudtryck", säger Miles, professor i maskinteknik.
"Istället reagerar dessa tunna strukturer på luftens rörelse i ett ljudfält. Jag undrade hur man gör en konstruerad enhet som också skulle kunna svara på ljuddrivet luftflöde. Vi provade olika konstgjorda fibrer som var väldigt tunna , men de var också mycket ömtåliga och svåra att arbeta med. Sedan gick Dr. Jian Zhou i vårt naturreservat på campus och såg ett spindelnät som blåste i vinden. P>
Innan man byggde en sådan enhet var teamet tvunget att bevisa att spindelnät verkligen svarade på ljuddrivet luftflöde. För att testa denna hypotes öppnade de helt enkelt sina labbfönster för att observera Larinioides sclopetarius, eller brospindlar, som kallar fönsterbrädorna hem. De spelade upp ljud från 1 Hz till 50 kHz för spindlarna och mätte spindelns silkesrörelse med en laservibrometer.
De fann att silkets ljudinducerade hastighet var densamma som partiklarna i luften som omgav det, vilket bekräftar mekanismen som dessa spindlar använder för att upptäcka sitt byte.
"Eftersom spindelsilke, naturligtvis, skapas av spindlar, är det inte praktiskt att införliva det i de miljarder mikrofoner som tillverkas varje år," sa Miles. "Det lär oss dock mycket om vilka mekaniska egenskaper som är önskvärda i en mikrofon och kan inspirera till helt nya konstruktioner."
Mer information: Tekniskt program:https://eppro02.ativ.me/src/EventPilot/php/express/web/planner.php?id=ASASPRING24
Tillhandahålls av Acoustical Society of America
