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英国萨塞克斯大学发明了一种声音成形(sound-shaping)超材料

2017-03-01 315浏览 标签:

2017年2月27日,英国萨塞克斯大学宣布发明了一种超级材料可以让穿越它的声波弯曲(bend)、成形(shape)并且聚焦。这一创造扩大了超材料涵盖的范围。

超材料一般在光学控制方面具有卓越的性能,例如可以让科学家们创造出现实版的哈利波特隐身衣。但是萨塞克斯大学和布里斯托大学合作进行的这项研究表明,超材料也可以对声波起作用,这可以引起医学成像和个人音频设备的变革。

微细声场(Finely shaped sound fields)可用于医学成像和治疗以及多种消费产品,例如音频聚光灯和超声波触觉(audio spotlights and ultrasonic haptics)。该研究给出了一个简单而廉价的方法用声学超材料制造这些成形声波(shaped sound waves)。

合作研究团队组装了一个超材料层,该层由大量小砖块组成,每个小砖块都具有卷曲空间(coil up space)。空间卷曲砖块的作用是减慢声音,这意味着输入的声波可以转换成任何所需的声场。

这种新型超材料层可以用于多种应用中。其大型版可以用于将声音定向或聚焦到特定位置并形成音频热点。而非常小的版本可以用于聚焦高强度超声以破坏体内深处的肿瘤。这里,超材料层可以进行定制以适合患者的身体并且可以做出调整以便将超声波聚焦在最需要它们的地方。在这两种情况下,此种超材料层都能融入到现有的扬声器技术中并快速廉价地制造出来。

萨塞克斯大学的Gianluca Memoli博士、Sriram Subramanian教授以及布里斯托大学的Bruce Drinkwater教授都参与了此项研究。主导此项研究的Gianluca Memoli博士说:“我们的超材料砖块可以被3D打印出来并且组装起来形成任何你能想象得到的声场。我们还展示了如何只用少量不同的砖来实现这一点。你可以把一盒我们的超材料砖块当做一个DIY声学套件。”


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