I ricercatori dell’Università della Scienza e della Tecnologia di Pohang (POSTECH) hanno ottenuto un risultato rivoluzionario nel superare i limiti dei tradizionali metallenti acustici. Hanno sviluppato con successo i primi metalens ad ampio campo uditivo. La loro ricerca è stata pubblicata su Nature Communications .
Le onde sonore, originate dalle vibrazioni di mezzi come gas e liquidi, sono onnipresenti nelle nostre esperienze quotidiane. In particolare, le onde ultrasoniche ad alta frequenza, impercettibili all'orecchio umano, vengono utilizzate negli esami ecografici medici per diagnosticare tessuti o organi all'interno del corpo. Di conseguenza, le onde sonore fungono da fonte di energia vitale non solo in medicina ma anche nelle telecomunicazioni, nella raccolta di energia, nell’imaging e in vari altri settori. Le lenti acustiche sono fondamentali in tutte queste applicazioni poiché sono fondamentali per focalizzare con precisione le onde sonore.
Un metalens, costituito da strutture artificiali solitamente più piccole della lunghezza d'onda delle onde, consente la manipolazione illimitata delle onde riducendo significativamente lo spessore della lente. Questa ricerca estende il concetto di ampio campo visivo, attualmente di tendenza nei dispositivi e display AR e VR di prossima generazione, nel regno dell'acustica, aprendo strade per nuove applicazioni della tecnologia dell'ampio campo uditivo.
Il campo uditivo ampio misura l'ampiezza degli angoli attraverso i quali una lente può visualizzare un'immagine sonora. Le metallenti acustiche tradizionali soffrono di distorsioni indesiderate del suono (aberrazione) quando le onde si avvicinano ad angoli non perpendicolari.
Il team ha ideato un metodo per controllare meticolosamente la fase dei metalli, garantendo una messa a fuoco precisa delle onde sonore indipendentemente dal loro angolo di incidenza. Questo segna il primo successo e dimostrazione di un ampio campo uditivo utilizzando lenti metalliche ultrasottili, raggiungendo fino a 140 gradi di campo uditivo senza distorsioni del suono.
Il professor Junsuk Rho del Dipartimento di ingegneria meccanica di POSTECH ha dichiarato:"Dimostrando innanzitutto l'importanza e la necessità del campo dell'udito, abbiamo stabilito un nuovo paradigma nel regno dei metalensi acustici. Continueremo il nostro lavoro per esplorare ulteriormente le sue applicazioni nell'imaging acustico e nel rilevamento ad alta sensibilità insieme alle esplorazioni nella raccolta di energia e nel monitoraggio sottomarino all'interno degli ambienti sottomarini."
Ulteriori informazioni: Dongwoo Lee et al, Metalens ad ampio campo uditivo per un'acquisizione del suono priva di aberrazioni, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-47050-9
Informazioni sul giornale: Comunicazioni sulla natura
Fornito dall'Università della Scienza e della Tecnologia di Pohang
