خم کردن امواج صوتی توسط یک فراماده ممکن شد

 پژوهشگران موفق به کشف ماده‌ای جدید با قدرتی استثنایی شده‌اند: این ماده قابلیت شکستن، شکل‌‌دهی و متمرکز کردن امواج صوتی که از آن عبور می‌کنند را دارد؛ دانشمندان و شرکت‌های علاقه‌مند می‌توانند از قابلیت‌های ویژه‌ی این فراماده برای بهبود تصویربرداری پزشکی استفاده یا کاربردهای ویژه در صنعت موسیقی استفاده نمایند.

 این ماده‌ی جدید در حقیقت فراماده‌ای کاملا مهندسی شده است. فراماده‌ها در حقیقت گونه‌ی جدیدی از موادند که انجام کارهای غیرممکن را ممکن می‌کنند، مثل ساخت یک شنل نامرئی واقعی که با قرار دادن آن روی اجسام مختلف می‌توان آنها را از دید دیگران مخفی کرد. به لطف فراماده‌ها چیزهایی که زمانی فقط در فیلم‌های تخیلی می‌دیدیم رفته‌رفته رنگ واقعیت می‌گیرند.
ویدئویی که در ادامه مشاهده می‌کنید نشان می‌دهد چگونه تیمی از پژوهشگران دانشگاه ساسکس و دانشگاه بریستول با همکاری یکدیگر، لایه‌ای از مواد مهندسی شده را در قالب آجرهای کوچکی برای تغییر فاز امواج صوتی عبوری به کار می‌گیرند؛ این کار مشابه کنترل امواج صوتی در زمان عبور آنها از سازهای بادی مثل فلوت، ترومبون و ... است.
این تیم با چیدن ۱۶ نمونه‌ی مختلف از آجر درون یک لایه‌ی منفرد موفق به استفاده از امواج صوتی برای شناور کردن یک فتیله‌ی پلی‌استرین شد. این مهم با استفاده از ترکیب متفاوتی که در آن صرفا از ۸ نمونه‌ی مختلف از آجرها به کار رفته بود، میسر شد.
آجرها از طریق کم کردن سرعت صدای ورودی امکان شکل‌پذیری آن را فراهم می‌کنند.

پروفسور «سریرام سابرامانیان»، رئیس آزمایشگاه Interact دانشگاه ساسکس این طور توضیح می‌دهد: "ما می‌خواهیم ابزارهای صوتی اختراع کنیم که دستکاری و تغییر صدا در آنها به سادگی و انعطاف‌پذیری کاری که صفحات نمایش LCD و پروژکتورها روی نور انجام می‌دهند، اتفاق بیفتد."
اصواتی که شکل‌پذیری آنها به طور دقیق انجام می‌شود کاربردهای مختلفی در تصویربرداری پزشکی و همچنین محصولات صوتی کاربرپسند دارند. پژوهشگران پروژه کاربردهای جدیدی برای فراماده جدیدا کشف شده در نظر دارند از جمله ساخت هات‌اسپات‌های صوتی یا متمرکز کردن امواج فراصوت با شدت بسیار بالا برای حمله به تومورهای بدن.
«بروس درینک‌واتر» پروفسور اولتراسونیک در دانشگاه بریستول اضافه می‌کند: "فکر می‌کنم در آینده استفاده‌های بسیار جالبی از این فناوری خواهد شد. در حال حاضر روی ویژگی پیکربندی انعطاف‌پذیر این فراماده متمرکز شده‌ایم. موفقیت نهایی پروژه منجر به ساخت سیستم‌های تصویربرداری ارزانی خواهد شد که می‌توان از آنها برای تشخیص بیماری‌ها یا درمان‌شان استفاده کرد."

نتایج پژوهش این تیم تحقیقاتی در ژورنال Nature Communications منتشر شده و در آن راه‌های مختلف و ساده برای بهره‌برداری از این ماده به خوبی تشریح شده‌اند.
دکتر «جیان‌لوکا ممولی» از دانشگاه ساسکس صحبت را این طور به پایان می‌رساند: "آجرهای فراماده‌ی ما قابلیت چاپ به صورت ۳بعدی را داشته و بعد از این می‌توان آنها را برای ساخت هر میدان صوتی که تصورش را کنید به کار گرفت. در حقیقت می‌توان جعبه‌ی آجرهای فراماده‌ی ما را همانند یک کیت صوتی DIY در نظر گرفت؛ همه چیز آماده شده و این تنها شمایید که تصمیم می‌گیرید چه کاری با آنها انجام دهید."