Lydformende metamateriale opfundet

Et supermateriale, der bøjer, former og fokuserer lydbølger, der passerer igennem det, er opfundet af forskere.

Oprettelsen skubber grænserne for metamaterialer-en ny klasse af fint konstruerede overflader, der udfører naturbeskadigende opgaver.

Disse materialer har allerede vist bemærkelsesværdige resultater med lysmanipulation, tillader forskere at oprette en version af det virkelige liv af Harry Potters usynlighedskappe, for eksempel.

Men et forskerhold fra Sussex og Bristol Universiteter har nu vist, at de også arbejder med lydbølger, som kunne transformere medicinsk billeddannelse og personlig lyd.

Fint formede lydfelter bruges i medicinsk billeddannelse og terapi samt i en lang række forbrugerprodukter, såsom lydspots og ultralydshapik. Forskningen offentliggjort i dag (dato) i Naturkommunikation viser en enkel og billig måde at skabe disse formede lydbølger ved hjælp af akustiske metamaterialer.

Det kollaborative forskerhold sammensatte et metamaterialelag af masser af små mursten, der hver spoler plads. Mellemrummene tegner til at bremse lyden, hvilket betyder, at indgående lydbølger kan omdannes til ethvert påkrævet lydfelt.

De nye metamaterialelag kunne bruges i mange applikationer. Store versioner kan bruges til at dirigere eller fokusere lyd til et bestemt sted og danne et audio -hotspot. Meget mindre versioner kunne bruges til at fokusere ultralyd med høj intensitet for at ødelægge tumorer dybt inde i kroppen. Her, et metamaterialelag kunne skræddersyes til at passe til en patients krop og indstilles til at fokusere ultralydsbølgerne, hvor de er mest nødvendige. I begge tilfælde kunne laget tilpasses eksisterende højttalerteknologi og laves hurtigt og billigt.

Dr Gianluca Memoli, fra Interact Lab ved University of Sussex, der ledede undersøgelsen, sagde:"Vores metamaterialesten kan udskrives i 3D og derefter samles for at danne ethvert lydfelt, du kan forestille dig. Vi viste også, hvordan dette kan opnås med kun et lille antal forskellige mursten. Du kan tænke på en kasse med vores metamaterialesten som et gør-det-selv akustik kit.

Professor Sriram Subramanian, Leder af Interact Lab ved University of Sussex, tilføjede:"Vi ønsker at skabe akustiske enheder, der manipulerer lyd med den samme lethed og fleksibilitet, som LCD'er og projektorer gør for at tænde. Vores forskning åbner døren til nye akustiske enheder, der kombinerer diffraktion, spredning og brydning, og muliggør den fremtidige udvikling af fuldt digitale rumlige lydmodulatorer, som kan kontrolleres i realtid med minimale ressourcer. "

Bruce Drinkwater, Professor i ultralyd ved University of Bristol, forklarede:"I fremtiden tror jeg, at der vil være mange spændende anvendelser af denne teknologi. Vi arbejder nu på at gøre metamaterialelagene dynamisk rekonfigurerbare. Dette vil betyde, at vi kan lave billige billeddannelsessystemer, der kan bruges enten til medicinsk diagnostik eller revnedetektering . "