如果你见过猫头鹰飞翔，大概率听不到任何声响。这是因为猫头鹰的皮肤和羽毛能吸收高频与低频的飞行噪声，从而抑制声音传播。

受这种天然隔音机制启发，天津工业大学的研究团队研发出一种双层气凝胶材料。该材料模仿猫头鹰羽毛和皮肤的内部结构，可用于缓解噪声污染，未来或能应用于汽车和工业厂房，降低交通与工业噪声。研究成果发表在 ACS Applied Materials & Interfaces 期刊上。

一种模仿猫头鹰皮肤和羽毛结构的新型隔音材料（蓬松的白色圆盘，右图）比传统的毛毡纤维隔音材料（蓬松的白色圆盘，左图）更能降低汽车发动机的轰鸣声。图片来源：ACS Applied Materials & Interfaces。

噪声污染不止是烦扰 —— 过度噪声会导致听力损伤，还可能加剧心血管疾病、2 型糖尿病等健康问题。当无法从源头消除噪声时，隔音材料能起到降噪作用。但传统材料要么只能吸收高频声（如刹车尖锐声），要么只能吸收低频声（如汽车引擎的隆隆声）。这意味着工程师常需叠加多种隔音材料才能实现全频段降噪，却因此增加了重量和体积。

为解决这一难题，宗鼎鼎及其团队将将目光投向了一位 “非典型声学专家”—— 猫头鹰。猫头鹰凭借柔软羽毛和多孔皮肤，飞行时悄无声息。研究人员的目标是研发出具有类似多功能的宽频吸声材料。

他们采用 “乳液模板冷冻重构” 技术，将己烷液滴冷冻成柔软材料层。去除冷冻己烷后，材料呈现出蜂窝状结构。随后叠加第二层材料，用硅纳米纤维替代己烷液滴，形成纤维状结构。

最终制成的轻质多孔双层气凝胶，完美复刻了猫头鹰皮肤与羽毛的结构：底层多孔结构类似猫头鹰皮肤的微观空腔，能抵消低频噪声；顶层仿羽毛结构由蓬松纳米纤维构成，可抑制高频噪声。

实验结果显示，这种仿猫头鹰气凝胶性能显著：

可吸收 58% 的入射声波，超越高效隔音材料的标准；

能将 87.5 分贝的汽车引擎噪声降至 78.6 分贝的安全水平，降噪效果优于现有高端吸声材料；

经历 100 次压缩循环后仍保持结构完整性，形变率仅 5%。

研究人员认为，这项研究为开发高性能、轻量化、耐用的吸声材料提供了可行的路径，有望缓解工业设备和交通产生的噪声污染。

来源：techxplore 21dB声学人