Riding the wave:Banebrydende forskning tæmmer nanoquakes

Forskere fra University of Exeter har banebrydende en ny teknik til styring af højfrekvente lydbølger, almindeligt forekommende inden for dagligdags enheder såsom mobiltelefoner.

Forskergruppen, ledet af professor Geoff Nash fra University of Exeter, har skabt en ny struktur, der kan manipulere ekstreme frekvenslydbølger - også kendt som overfladeakustiske bølger eller 'nanoquakes', da de løber hen over overfladen af ​​et fast materiale på samme måde som jordskælvskælv på land.

Selvom overfladeakustiske bølger (SAW'er) udgør en nøglekomponent i et væld af teknologier, de har vist sig at være ekstremt vanskelige at kontrollere med nogen grad af nøjagtighed. Nu, teamet fra Naturvidenskabelig afdeling ved University of Exeter har udviklet en ny type struktur, kendt som en 'fononisk krystal, 'som når mønstret i en enhed, kan bruges til at styre og guide nanoquakes,

Forskningen er offentliggjort i førende videnskabstidsskrift, Naturkommunikation , den 2. august, 2017.

Professor Nash, hovedforfatter af forskningen sagde:"Overfladeakustiske bølgeenheder findes allerede i et utal af teknologier, herunder radarsystemer og kemisk registrering men udvikles i stigende grad til applikationer såsom lab-on-a-chip.

"Lab-on-a-chip-metoder krymper konventionelle kemi- og biologilaboratorier til størrelsen et par millimeter, og SAW'er i disse systemer kan bruges til at transportere og blande kemikalier, eller at udføre biologiske funktioner såsom cellesortering.

"Men indtil nu, det har været ekstremt svært at lave en struktur som vores, der let kan bruges til at dirigere overfladeakustiske bølger. Vores nye fononiske krystaldesign er i stand til at kontrollere nanoquakes med kun en håndfuld krystalelementer, gør det meget lettere at producere end dem, der tidligere er demonstreret.

"Vi er overbeviste om, at disse resultater vil bane vejen for den næste generation af nye SAW -enhedskoncepter, såsom lab-on-a-chip biosensorer, der er afhængige af kontrol og manipulation af SAW nanoquakes. Endnu mere bemærkelsesværdigt, det er også blevet foreslået, at disse strukturer kan skaleres op for at give beskyttelse mod jordskælv. "

Det innovative studie begyndte som et bachelorprojekt med studerende Benjamin Ash og Sophie Worsfold, der er to af de fire forfattere til forskningsartiklen. Ben læser nu til en ph.d. på Exeter hos professor Peter Vukusic, den endelige forfatter til papiret, og professor Nash inden for Exeter EPSRC Center for Doctoral Training in Metamaterials.

Sophie sagde:"" At arbejde med Geoff og hans gruppe til mit bachelorprojekt var en af ​​mine yndlingsdele af min uddannelse. Selvom jeg nu uddanner mig til aktuar, Jeg bruger mange af de færdigheder, jeg dagligt lærte i min rolle, og den uafhængighed og tillid, jeg fik, har vist sig at være uvurderlig i min karriere. Jeg er utrolig begejstret for at have været en del af denne banebrydende forskning. "

Professor Nash, der er direktør for naturvidenskab i Exeter tilføjede:"Efter at have flyttet til Exeter fra industrien relativt for nylig, det har været helt fantastisk at kunne inddrage vores strålende kandidater i min forskning. De bringer energi, entusiasme og et andet perspektiv, og yder et reelt og yderst værdifuldt bidrag til forskningen i min gruppe.