Un super-materiale che si piega, forme e concentra le onde sonore che lo attraversano è stato inventato dagli scienziati.

La creazione spinge i confini dei metamateriali - una nuova classe di superfici finemente progettate che svolgono compiti che sfidano la natura.

Questi materiali hanno già mostrato risultati notevoli con la manipolazione della luce, permettendo agli scienziati di creare una versione reale del mantello dell'invisibilità di Harry Potter, Per esempio.

Ma un gruppo di ricerca delle Università del Sussex e di Bristol ha ora dimostrato che funzionano anche con le onde sonore, che potrebbe trasformare l'imaging medico e l'audio personale.

I campi sonori di forma fine vengono utilizzati nell'imaging medico e nella terapia, nonché in un'ampia gamma di prodotti di consumo come faretti audio e aptici ultrasonici. La ricerca pubblicata oggi (data) in Comunicazioni sulla natura mostra un modo semplice ed economico per creare queste onde sonore sagomate utilizzando metamateriali acustici.

Il team di ricerca collaborativa ha assemblato uno strato di metamateriale da tanti piccoli mattoncini che ciascuno arrotola lo spazio. I mattoni a spirale dello spazio agiscono per rallentare il suono, il che significa che le onde sonore in entrata possono essere trasformate in qualsiasi campo sonoro richiesto.

I nuovi strati di metamateriali potrebbero essere utilizzati in molte applicazioni. Le versioni grandi possono essere utilizzate per dirigere o focalizzare il suono in una posizione particolare e formare un hotspot audio. Versioni molto più piccole potrebbero essere utilizzate per focalizzare gli ultrasuoni ad alta intensità per distruggere i tumori in profondità all'interno del corpo. Qui, uno strato di metamateriale potrebbe essere realizzato su misura per adattarsi al corpo di un paziente e sintonizzato per focalizzare le onde ultrasoniche dove sono più necessarie. In entrambi i casi lo strato potrebbe essere adattato alla tecnologia di altoparlanti esistente ed essere realizzato in modo rapido ed economico.

Dott Gianluca Memoli, dell'Interact Lab dell'Università del Sussex che ha guidato lo studio, ha dichiarato:“I nostri mattoni di metamateriale possono essere stampati in 3D e quindi assemblati insieme per formare qualsiasi campo sonoro che si possa immaginare. Abbiamo anche mostrato come questo può essere ottenuto con solo un piccolo numero di mattoni diversi. Puoi pensare a una scatola dei nostri mattoni di metamateriale come kit acustico fai-da-te.

Professor Sriram Subramanian, Responsabile dell'Interact Lab presso l'Università del Sussex, ha aggiunto:"Vogliamo creare dispositivi acustici che manipolano il suono con la stessa facilità e flessibilità con cui LCD e proiettori fanno alla luce. La nostra ricerca apre le porte a nuovi dispositivi acustici che combinano diffrazione, dispersione e rifrazione, e consente lo sviluppo futuro di modulatori del suono spaziale completamente digitali, che può essere controllato in tempo reale con risorse minime."

Bruce Drinkwater, Professore di Ultrasuoni presso l'Università di Bristol, ha spiegato:"Penso che in futuro ci saranno molte interessanti applicazioni di questa tecnologia. Stiamo ora lavorando per rendere gli strati di metamateriali riconfigurabili dinamicamente. Ciò significa che possiamo realizzare sistemi di imaging economici che potrebbero essere utilizzati per la diagnostica medica o per il rilevamento di crepe. ."