以聲控形的超材料

材料牛注：聲音的利用在生活中并不少見，醫學上、工業上都可以見到許多的與聲音有關的儀器設備。近日，一個科學家團隊發明了一種聲控新材料，它可以轉換醫學影像和個人音頻等信息。這對我們的精準醫療，是不是又近了一步了呢？

薩塞克斯大學和布里斯托大學兩校的研究人員發明了一種新的超級材料，它可以通過彎曲、變形來使穿過它的聲波集中在一起。

聲場不僅可以用于醫學影像及治療，還在其他方面大展身手，例如音頻聚光燈、超聲波觸覺技術等。

該研究團隊通過大量的小磚組成一個異向介質層，這些磚每一個都具有彎曲的空間結構，它們可以使聲速“慢”下來，這就意味著傳入的聲波可以轉變成任何需要的聲場。該方法被認為是通過聲學超材料用來制造所需形狀聲波的簡單而低廉的方法。

Gianluca Memoli博士，在薩塞克斯大學的互動實驗室工作，是該項目的領導者，他向我們解釋了該項目研究人員的意圖。他在一份聲明中說道：“我們的異向介質磚塊可以通過3D打印得到，然后組裝在一起，可以獲得你能想象的任意聲場，我們也可以向大家展示怎樣通過幾個不同的磚塊而獲得該結構。”你甚至可以考慮用我們的異向介質磚，自己動手做一套聲學器件。

大型異向介質層可以直接聚焦聲音到一個特定位置，形成一個“音頻熱點”。而科學家用小型的大型異向介質層可以集中高能超聲摧毀身體內部的腫瘤細胞，異向介質層不僅能根據病人不同的身體結構而進行私人訂制，還可以調整聚焦的超聲波到達所需的地方。

在上述兩種情況，異質結構層都能夠很好地安裝在揚聲器上，而且安裝簡單快捷且費用低廉。Sriram Subramanian是薩塞克斯大學的互動實驗室的負責人。他補充道，這種超材料是可控的。

他說：“我們想要創造一種聲學設備，像液晶顯示器和投影儀簡單靈活地處理光一樣，類似地，能用該聲學設備處理聲音。我們的研究打開了通往聲學器件結合衍射、散射、折射的大門，可以在有限的資源里實現未來的發展。”

布里斯托大學Bruce Drinkwater教授向我們闡述了這項技術意味著什么。他解釋道：“在未來，我相信這項技術會在許多令人激動的應用中發揮它的力量，而且我們正在從事動態可重構的異質結構層的研究。”

“這就意味著我們可以制造出廉價的成像系統，可以用于醫療診斷以及裂紋檢測”，他補充道。

原文鏈接：New Metamaterial Could Shape Sound.

本文由材料人編輯部丁菲菲提供素材，陳露編譯，點我加入材料人編輯部。

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