在自然界中优化结构以减震和控制声音：一项综述
摘要：自然界通过漫长的进化过程，精心设计出复杂的结构，以实现先进的性能和功能。许多生物体已经适应其生活环境，产生出极其高效的材料和结构，展现出优化的力学，热学和光学性质，这些性质通常无法通过现有技术复制。这些性质通常是通过跨越宏观，中观，微观和纳米尺度的分层结构实现的，这在许多自然材料（如木材，骨骼，蜘蛛丝和海绵）中广泛观察到。迄今为止，生物启发方法在确定准静态力学性能（如强度，韧性，粘附力）方面取得了成功，但相对而言，在动态力学性能方面所做的工作较少（例如，振动减震，隔音，声音放大等）。特别是，在如何优化自然结构方面，关于分层结构如何起作用的知识相对有限，尽管同时存在多个尺度范围可以覆盖多个频率范围。在这里，我们回顾了在动态力学性能结构优化领域已经完成的主要工作，突出一些不同生物系统中的共同特点和策略。我们还讨论了生物启发材料的相关性，特别是声子晶体和超材料领域，并探讨了利用自然设计进行技术应用的潜力。
作者：F. Bosia, V. Dal Poggetto, A. S. Gliozzi, G. Greco, M. Lott, M. Miniaci, F. Ongaro, M. Onorato, S.F. Seyyedizadeh, M. Tortello and N. M. Pugno
论文ID：2201.05795
分类：Biological Physics
分类简称：physics.bio-ph
提交时间：2022-10-21