A equipe de pesquisa, liderada pelo Professor Geoff Nash da Universidade de Exeter, criou uma nova estrutura capaz de manipular as ondas sonoras de frequência extrema – também conhecidas como ondas acústicas de superfície ou 'nanoterremotos', pois elas percorrem a superfície de um material sólido de maneira semelhante aos tremores de terremotos em terra.
Embora as ondas acústicas superficiais (SAWs) formem um componente fundamental de uma série de tecnologias, elas têm se mostrado 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, conhecida como 'cristal fonônico', que, quando modelada em um dispositivo, pode ser usada para direcionar e guiar os nanoterremotos,
A pesquisa foi publicada na principal revista científica Nature Communications, em 2 de agosto de 2017.
O professor Nash, autor principal da pesquisa, disse: "Dispositivos de ondas acústicas de superfície já estão presentes em uma infinidade de tecnologias, incluindo sistemas T/R e detecção química, mas estão sendo cada vez mais desenvolvidos para aplicações como laboratório em chip.
"Abordagens de laboratório em chip reduzem laboratórios convencionais de química e biologia ao tamanho de alguns milímetros, e os SAWs nesses sistemas podem ser usados para transportar e misturar produtos químicos, ou para realizar funções biológicas como separação celular.
"No entanto, até agora, tem sido extremamente difícil construir uma estrutura como a nossa que possa ser usada para direcionar facilmente ondas acústicas de superfície. Nosso novo design de cristal fonônico é capaz de controlar os nanoterremotos com apenas alguns 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 biosensores de laboratório em chip, que dependem do controle e manipulação de nanosquakes SAW. Ainda mais notável, também foi proposto que essas estruturas poderiam ser ampliadas para fornecer proteção contra terremotos terrestres."
O estudo inovador começou como um projeto de graduação com os estudantes Benjamin Ash e Sophie Worsfold, que são dois dos quatro autores do artigo de pesquisa. Ben está atualmente estudando doutorado em Exeter com o Professor Peter Vukusic, autor final do artigo, e o Professor Nash no Centro EPSRC de Exeter para Treinamento Doutoral em Metamateriais.
Sophie disse: "Trabalhar com Geoff e seu grupo no meu projeto de graduação foi uma das minhas partes favoritas do curso. Embora agora eu esteja me formando para ser atuário, uso muitas das habilidades que aprendi no dia a dia no meu cargo, e a independência e confiança que ganhei foram inestimáveis para o desenvolvimento da minha carreira. Estou extremamente animado por ter feito parte dessa pesquisa inovadora."
O Professor Nash, que é Diretor de Ciências Naturais em Exeter, acrescentou: "Tendo me mudado para Exeter vindo da indústria relativamente recentemente, tem sido absolutamente fantástico poder envolver nossos brilhantes estudantes de graduação na minha pesquisa. Eles trazem energia, entusiasmo e uma perspectiva diferente, e fazem uma contribuição real e extremamente valiosa para a pesquisa do meu grupo.
Ciências Naturais em Exeter é um programa inovador de referência projetado para explorar os conceitos científicos necessários para explicar o mundo natural, desde a escala nanométrica até os sistemas complexos do clima da Terra e do nosso sistema solar.
