Il team di ricerca, guidato dal professor Geoff Nash dell'Università di Exeter, ha creato una nuova struttura in grado di manipolare le onde sonore a frequenza estrema – note anche come onde acustiche superficiali o 'nanoterremot', poiché corrono sulla superficie di un materiale solido in modo simile ai tremori sismici sulla terraferma.
Sebbene le onde acustiche superficiali (SAW) costituiscano un componente chiave di numerose tecnologie, si sono dimostrate estremamente difficili da controllare con un minimo grado di accuratezza. Ora, il team del dipartimento di Scienze Naturali dell'Università di Exeter ha sviluppato un nuovo tipo di struttura, nota come 'cristallo fononico', che, una volta modellata in un dispositivo, può essere usata per guidare e guidare i nanoterremoti,
La ricerca è stata pubblicata sulla rivista scientifica di rilievo, Nature Communications, il 2 agosto 2017.
Il professor Nash, autore principale della ricerca, ha dichiarato: "I dispositivi a onde acustiche superficiali si trovano già in una miriade di tecnologie, inclusi sistemi radar e rilevamento chimico, ma vengono sempre più sviluppati per applicazioni come il lab-on-a-chip.
"Gli approcci Lab-on-a-chip riducono i laboratori convenzionali di chimica e biologia a pochi millimetri, e i SAW in questi sistemi possono essere usati per trasportare e miscelare sostanze chimiche, oppure per svolgere funzioni biologiche come la selezione cellulare.
"Eppure fino ad ora è stato estremamente difficile costruire una struttura come la nostra che possa essere usata per dirigere facilmente onde acustiche superficiali. Il nostro nuovo design a cristallo fononico è in grado di controllare i nanoterremoti con solo pochi elementi cristallini, rendendolo molto più facile da produrre rispetto a quelli dimostrati in precedenza.
"Siamo fiduciosi che questi risultati apriranno la strada alla prossima generazione di nuovi concetti di dispositivi SAW, come i biosensori da laboratorio su chip, che si basano sul controllo e sulla manipolazione dei nanoterremoti SAW. Ancora più sorprendente, è stato anche proposto che queste strutture possano essere ampliate per fornire protezione dai terremoti terrestri."
Lo studio innovativo è nato come progetto universitario con gli studenti Benjamin Ash e Sophie Worsfold, due dei quattro autori dell'articolo di ricerca. Ben sta attualmente studiando per un dottorato a Exeter con il Professor Peter Vukusic, autore finale dell'articolo, e il Professor Nash all'interno del Exeter EPSRC Centre 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 formando per diventare attuario, utilizzo molte delle competenze che ho acquisito quotidianamente nel mio ruolo, e l'indipendenza e la fiducia acquisite si sono rivelate preziose per la carriera. Sono incredibilmente entusiasta di aver fatto parte di questa ricerca rivoluzionaria."
Il Professor Nash, Direttore delle Scienze Naturali di Exeter, ha aggiunto: "Dopo essermi 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 danno un contributo reale ed estremamente prezioso alla ricerca del mio gruppo.
Natural Sciences at Exeter è un programma innovativo di punta progettato per esplorare i concetti scientifici necessari a spiegare il mondo naturale, dalla scala nanometrica ai complessi sistemi del clima terrestre e del nostro sistema solare.
