A equipe de pesquisa, liderada pelo professor Geoff Nash, da Universidade de Exeter, criou uma nova estrutura que pode manipular as ondas sonoras de frequência extrema - também conhecidas como ondas acústicas de superfície ou 'nanoterremotos', à medida que percorrem a superfície de um material sólido de maneira semelhante aos tremores de terremoto em terra.
Embora as ondas acústicas de superfície (SAWs) formem um componente-chave de uma série de tecnologias, elas se mostraram extremamente difíceis de controlar com qualquer grau de precisão. Agora, a equipe do departamento de Ciências Naturais da Universidade de Exeter desenvolveu um novo tipo de estrutura, conhecido como 'cristal fonônico', que, quando padronizado em um dispositivo, pode ser usado para orientar e guiar os nanoterremotos.
A pesquisa foi publicada na principal revista científica, Nature Communications, em 2 de agosto de 2017.
O professor Nash, principal autor da pesquisa, disse: "Os dispositivos de ondas acústicas de superfície já são encontrados em uma infinidade de tecnologias, incluindo sistemas de radar e sensoriamento químico, mas estão sendo cada vez mais desenvolvidos para aplicações como laboratório em um chip.
"As abordagens lab-on-a-chip encolhem os laboratórios convencionais de química e biologia para o tamanho de alguns milímetros, e os SAWs nesses sistemas podem ser usados para transportar e misturar produtos químicos ou para realizar funções biológicas, como classificação de células.
"No entanto, até agora, tem sido extremamente difícil fazer uma estrutura como a nossa, que pode ser usada para direcionar facilmente as ondas acústicas da superfície. Nosso novo design de cristal fonônico é capaz de controlar os nanoterremotos com apenas um punhado de elementos cristalinos, tornando-o muito mais fácil de produzir do que os demonstrados anteriormente.
"Estamos confiantes de que esses resultados abrirão caminho para a próxima geração de novos conceitos de dispositivos SAW, como biossensores lab-on-a-chip, que dependem do controle e manipulação de nanoterremotos SAW. Ainda mais notavelmente, também foi proposto que essas estruturas poderiam ser ampliadas para fornecer proteção contra terremotos.
O estudo inovador começou como um projeto de graduação com os alunos Benjamin Ash e Sophie Worsfold, que são dois dos quatro autores do trabalho de pesquisa. Ben agora está estudando para um doutorado em Exeter com o professor Peter Vukusic, o autor final do artigo, e o professor Nash no Centro EPSRC de Exeter para Treinamento de Doutorado em Metamateriais.
Sophie disse: "Trabalhar com Geoff e seu grupo para o meu projeto de graduação foi uma das minhas partes favoritas do meu curso. Embora agora esteja treinando para ser atuário, uso muitas das habilidades que aprendi no dia a dia em minha função, e a independência e a confiança que ganhei provaram ser inestimáveis na busca de minha carreira. Estou incrivelmente animado por ter feito parte desta pesquisa inovadora."
O professor Nash, que é diretor de Ciências Naturais da Exeter, acrescentou: "Tendo me mudado da indústria para Exeter há relativamente pouco tempo, foi absolutamente fantástico poder envolver nossos brilhantes alunos de graduação em minha pesquisa. Eles trazem energia, entusiasmo e uma perspectiva diferente, e dão uma contribuição real e extremamente valiosa para a pesquisa do meu grupo.
As Ciências Naturais em Exeter são um programa inovador projetado para explorar os conceitos científicos necessários para explicar o mundo natural, desde a nanoescala até os sistemas complexos do clima da Terra e do nosso sistema solar.
