Eulenflug inspiriert rekordverdächtige Technologie zur Lärmreduzierung
Mechanik
Redaktion der Website für technologische Innovationen – 14. Juli 2025
Struktur des von Eulen inspirierten Schallschutzmaterials. [Bild: Yaning Sun et al. - 10.1021/acsami.5c04691]
Akustikbeschichtung
Es ist nicht schwer, eine Eule fliegen zu sehen, aber es ist fast unmöglich, sie fliegen zu hören. Ihren lautlosen Flug verdankt sie der Schalldämmung ihrer Haut und Federn, die sowohl hoch- als auch niederfrequente Geräusche absorbieren.
Yaning Sun und Kollegen von der Tiangong-Universität in China machten sich diese natürliche Technologie zunutze. Sie entwickelten ein zweischichtiges Aerogel, das die inneren Strukturen von Eulenfedern und -haut nachahmt.
Der neue Schallabsorber erwies sich als effizient und leicht genug, um in zahlreichen Anwendungsbereichen eingesetzt zu werden – von Autos über Häuser und Gebäude bis hin zu Fabriken – und den Lärm von Verkehr, Maschinen und sogar dem geschäftigen Treiben in der Stadt zu reduzieren.
Aktuelle Schallschutzmaterialien können sowohl hochfrequente Geräusche, wie quietschende Bremsen, als auch niederfrequente Geräusche, wie das tiefe Dröhnen eines Automotors, absorbieren. Um eine umfassende Lärmkontrolle zu erreichen, ist daher die Verwendung mehrerer Schichten schalldämmender Materialien erforderlich. Dies erhöht Gewicht, Volumen und Kosten.
Um dieses Problem zu lösen, wandte sich Sun an Eulen, um einen Breitband-Schalldämpfer zu entwickeln. Dies gelang ihnen, indem sie Hexan-Tröpfchen einfroren und so eine Schicht aus weichem Material bildeten. Nach dem Entfernen des gefrorenen Hexans blieb ein wabenartiges Muster im Material zurück. Darauf folgte eine zweite Schicht aus Silizium-Nanofasern, die dort eindrangen, wo sich die Hexan-Tröpfchen befanden, und so ein faseriges Muster erzeugten.
Links: Test mit einem gängigen Geräuschunterdrückungsmaterial (87,4 dB Motorgeräusch sinkt auf 85,3 dB). Rechts: Test mit dem neuen, von Eulen inspirierten Aerogel (87,5 dB Motorgeräusch sinkt auf 78,6 dB). [Bild: Yaning Sun et al. - 10.1021/acsami.5c04691]
Schallabsorbierendes Aerogel
Das Ergebnis ist ein leichtes, poröses, zweischichtiges Aerogel , das die Struktur von Eulenhaut und -federn nachahmt: Die poröse untere Schicht ähnelt der Vogelhaut mit mikroskopisch kleinen Hohlräumen, die niederfrequente Geräusche ausgleichen; und die von Federn inspirierte obere Schicht aus weichen Nanofasern dämpft hochfrequente Geräusche.
Das von Eulen inspirierte Aerogel absorbiert 58 % der auftreffenden Schallwellen und übertrifft damit die Grenzwerte für wirksame Lärmschutzmaterialien. Es reduziert den Automotorlärm von 87,5 Dezibel auf sichere 78,6 Dezibel – eine bessere Reduzierung als herkömmliche Schalldämpfer.
Das Team hofft, dass ihr biomimetischer Geräuschabsorber das Interesse der Industrie weckt, sodass die Gesellschaft von der Innovation profitieren kann.
Artikel: Von Eulen inspirierte gekoppelte Struktur von Aerogelen auf Nanofaserbasis zur Breitband-Rauschunterdrückung
Autoren: Yaning Sun, Dingding Zong, Yanzhe Li, Shuying Pang, Yong LiuMagazine: ACS Applied Materials & InterfacesDOI: 10.1021/acsami.5c04691
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