Supermikrofone auf Basis von Spinnennetzen

Spinnennetz: Gebilde wie dieses können Geräusche "erkennen" (Foto: Albrecht Fietz, pixabay.com)

Binghamton (pte004/21.05.2024/06:10) - Netze der Brückenkreuzspinne (Larinioides sclopetarius) helfen Forschern der Binghamton University ( https://www.binghamton.edu/ ) beim Bau der empfindlichsten Mikrofone der Welt. Sie sollen zudem Geräusche aus großen Entfernungen detektieren können. Laut den Experten reagieren die Netze in einzigartiger Weise auf die Geschwindigkeit von Luftpartikeln in einem Schallfeld und liefern damit ein potenzielles neues Modell für hochempfindliche Mikrofone mit großer Reichweite.

Spinnen "hören" mit Netzen

Spinnen weben ihre Netze in erster Linie, um Insekten zur Nahrungsaufnahme zu fangen, doch spielen diese klebrigen Fäden auch eine entscheidende Rolle bei der Wahrnehmung von Geräuschen. Anders als das menschliche Trommelfell und herkömmliche Mikrofone, die Schalldruckwellen wahrnehmen, reagiert Spinnenseide auf Veränderungen der Geschwindigkeit von Luftteilchen, wenn diese durch ein Schallfeld bewegt werden.

Diese Methode zur Erkennung von Schallgeschwindigkeiten ist im Vergleich zur Druckerkennung noch weitgehend unerforscht, birgt aber ein großes Potenzial für die hochempfindliche Erkennung von Geräuschen über große Entfernungen. Ronald Miles und sein Team haben herausgefunden, dass Spinnennetze die Geschwindigkeit von Luftteilchen, die von Schall verursacht wird, für eine breite Palette von Schallfrequenzen wiedergeben.

Spinnennetzen Töne vorgespielt

"Den meisten Insekten, die Töne hören, gelingt das mittels feiner Härchen, die nicht auf Schalldruck reagieren. Stattdessen reagieren diese dünnen Strukturen auf die Bewegung der Luft in einem Schallfeld. Ich habe mich gefragt, wie man ein technisches Gerät herstellen könnte, das ebenfalls auf schallgesteuerte Luftströmungen reagiert. Wir haben verschiedene Kunstfasern ausprobiert, die sehr dünn waren, aber sie waren auch sehr zerbrechlich und schwer zu bearbeiten", so Miles.

Auf den Fensterbänken des Labors haben sich viele Brückenkreuzspinnen getummelt, die dort ihre Netze woben. Diesen spielten die Forscher Töne im Bereich von einem Hertz bis 50 Kilohertz vor und maßen die Bewegung der Spinnenseide mit einem Laservibrometer. Sie stellten fest, dass die schallinduzierte Geschwindigkeit der Seide derjenigen der sie umgebenden Luftpartikel entsprach. Jetzt suchen die Forscher nach einem synthetischen Material, das die gleichen Eigenschaften hat.

(Ende)