I ricercatori dell'Università di Exeter hanno aperto la strada a una nuova tecnica per controllare le onde sonore ad alta frequenza, comunemente presenti nei dispositivi di uso quotidiano come i telefoni cellulari.

Il gruppo di ricerca, guidato dal professor Geoff Nash dell'Università di Exeter, hanno creato una nuova struttura in grado di manipolare le onde sonore di frequenza estrema - note anche come onde acustiche di superficie o "nanoquakes", mentre attraversano la superficie di un materiale solido in modo simile ai terremoti a terra.

Sebbene le onde acustiche di superficie (SAW) formino una componente chiave di una serie di tecnologie, si sono rivelati estremamente difficili da controllare con qualsiasi grado di precisione. Ora, il team del dipartimento di Scienze Naturali dell'Università di Exeter ha sviluppato un nuovo tipo di struttura, noto come 'cristallo fononico, ' che, se inserito in un dispositivo, può essere usato per guidare e guidare i nanoquakes,

La ricerca è pubblicata sulla principale rivista scientifica, Comunicazioni sulla natura , il 2 agosto 2017.

Professor Nash, l'autore principale della ricerca ha dichiarato:"I dispositivi a onde acustiche di superficie si trovano già in una miriade di tecnologie, compresi i sistemi radar e il rilevamento chimico, ma sono sempre più sviluppate per applicazioni come lab-on-a-chip.

"Gli approcci Lab-on-a-chip riducono i laboratori di chimica e biologia convenzionali alle dimensioni di pochi millimetri, e SAW in questi sistemi possono essere utilizzati per trasportare e miscelare prodotti chimici, o per svolgere funzioni biologiche come lo smistamento cellulare.

"Eppure fino ad ora, è stato estremamente difficile realizzare una struttura come la nostra che possa essere utilizzata per dirigere facilmente le onde acustiche di superficie. Il nostro nuovo design a cristallo fononico è in grado di controllare i nanoquakes con solo una manciata di elementi di cristallo, rendendolo molto più facile da produrre rispetto a quelli precedentemente dimostrati.

"Siamo fiduciosi che questi risultati apriranno la strada alla prossima generazione di nuovi concetti di dispositivi SAW, come i biosensori lab-on-a-chip, che si basano sul controllo e sulla manipolazione dei nanoquakes SAW. Ancora più notevole, è stato anche proposto che queste strutture possano essere ingrandite per fornire protezione dai terremoti".

Lo studio innovativo è iniziato come un progetto universitario con gli studenti Benjamin Ash e Sophie Worsfold, che sono due dei quattro autori del documento di ricerca. Ben sta ora studiando per un dottorato di ricerca a Exeter con il professor Peter Vukusic, l'autore finale dell'articolo, e il professor Nash all'interno dell'Exeter EPSRC Center for Doctoral Training in Metamaterials.

Sophie ha detto:""Lavorare con Geoff e il suo gruppo per il mio progetto universitario è stata una delle mie parti preferite della mia laurea. Anche se ora mi sto allenando per diventare un attuario, Uso molte delle abilità che ho imparato giorno per giorno nel mio ruolo, e l'indipendenza e la fiducia che ho acquisito si sono rivelate inestimabili nel perseguire la mia carriera. Sono incredibilmente entusiasta di aver preso parte a questa ricerca innovativa".

Professor Nash, che è Direttore delle Scienze Naturali a Exeter ha aggiunto:"Essendo trasferito a Exeter dall'industria relativamente di recente, è stato assolutamente fantastico poter coinvolgere i nostri brillanti studenti universitari nella mia ricerca. Portano energia, entusiasmo e una prospettiva diversa, e dare un contributo reale e preziosissimo alla ricerca del mio gruppo.