Uilenvlucht inspireert tot baanbrekende technologie voor ruisonderdrukking

Mechanica

Redactieteam van de website voor technologische innovatie - 14 juli 2025

Structuur van het door uilen geïnspireerde geluidsisolatiemateriaal. [Afbeelding: Yaning Sun et al. - 10.1021/acsami.5c04691]

Akoestische coating

Het is niet moeilijk om een uil te zien vliegen, maar het is bijna onmogelijk om hem te horen vliegen. Zijn stille vlucht is te danken aan zijn huid en veren die geluid dempen en zowel hoge als lage tonen absorberen.

Yaning Sun en collega's van de Tiangong Universiteit in China besloten gebruik te maken van deze natuurlijke technologie. Hiervoor ontwikkelden ze een tweelaagse aerogel die de interne structuren van uilenveren en -huid nabootst.

De nieuwe akoestische absorber bleek efficiënt en licht genoeg om te worden gebruikt in een breed scala aan toepassingen, van auto's, woningen en gebouwen tot fabrieken, om lawaai van verkeer, machines en zelfs de drukte van de stad te verminderen.

Huidige geluidsisolerende materialen kunnen zowel hoogfrequente geluiden, zoals piepende remmen, als laagfrequente geluiden, zoals het diepe gebrul van een automotor, absorberen. Dit betekent dat meerdere soorten geluidsisolerende materialen in lagen moeten worden aangebracht om een volledig geluidsspectrum te bereiken, wat gewicht, volume en kosten met zich meebrengt.

Om dit te verhelpen, schakelde Sun uilen in om een breedbandige geluidsabsorber te ontwerpen. Ze bereikten dit door hexaandruppels te bevriezen en zo een laag zacht materiaal te creëren. Toen de bevroren hexaan werd verwijderd, bleef er een honingraatpatroon in het materiaal achter. Vervolgens komt er een tweede laag, gevormd door silicium nanovezels die de hexaandruppels binnendringen en zo een vezelpatroon creëren.

Links: Test met een gangbaar ruisonderdrukkend materiaal (87,4 dB motorgeluid daalt naar 85,3 dB). Rechts: Test met de nieuwe, op uilen geïnspireerde aerogel (87,5 dB motorgeluid daalt naar 78,6 dB). [Afbeelding: Yaning Sun et al. - 10.1021/acsami.5c04691]

Geluidsabsorberende aerogel

Het resultaat is een lichtgewicht, poreuze aerogel met twee lagen die de structuur van uilenhuid en -veren nabootst: de poreuze onderste laag lijkt op de huid van een vogel, met microscopisch kleine holtes die laagfrequente geluiden onderdrukken; en de op veren geïnspireerde bovenste laag, gemaakt van zachte nanovezels, dempt hoogfrequente geluiden.

De op uilen geïnspireerde aerogel absorbeert 58% van de geluidsgolven die erop vallen, wat de drempelwaarde voor effectieve geluidsabsorberende materialen overschrijdt. Het reduceert het motorgeluid van auto's van 87,5 decibel tot een veilige 78,6 decibel, een betere reductie dan bestaande, geavanceerde geluidsabsorberende materialen.

Het team hoopt dat hun biomimetische geluidsabsorbeerder de interesse wekt van de industrie, zodat de maatschappij kan profiteren van deze innovatie.

Ander nieuws over:

Meer onderwerpen