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NUOVI MATERIALI/ Come incidere l’acciaio per imbrigliare le onde elastiche

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Il nuovo metamateriale con ingrandimento delle microstrutture (Credit Guoliang Huang)  Il nuovo metamateriale con ingrandimento delle microstrutture (Credit Guoliang Huang)

Il nuovo materiale è stato realizzato a partire da un unico foglio di acciaio incidendo con un laser delle forme "chirali": la chiralità è quella proprietà di alcune strutture di avere la propria immagine speculare non sovrapponibile; gli schemi microstrutturali geometrici incisi sull’acciaio da Huang sono appunto asimmetrici rispetto alle loro immagini speculari. Le idee di base e le prime verifiche sperimentali sono state presentate recentemente sulla rivista Nature Communicationsnell’articolo “Negative refraction of elastic waves at the deep-subwavelength scale in a single-phase metamaterial”.

È la prima volta che materiali del genere si ottengono con un unico supporto; ciò riduce molto le difficoltà incontrate finora e semplifica la fabbricazione di nuovi dispositivi; in particolare, dalla capacità di percepire le onde elastiche e di manipolarle a piacimento, ci si aspettano miglioramenti nel trattamento dei segnali a banda larga e delle immagini.  

«Allo stato attuale - ha dichiarato Huang - il metallo è un materiale passivo, significa che abbiamo bisogno di introdurre altri elementi che ci aiuteranno a controllare le onde elastiche che trasmettiamo. Stiamo lavorando per cercare di rendere questo materiale molto più attivo integrando materiali intelligenti come i microchip che sono controllabili. Questo ci darà la possibilità di “sintonizzarci” efficace con qualsiasi onda elastica a qualunque frequenza e di generare le risposte desiderate. Manipolazioni del genere ci daranno gli strumenti necessari per controllare come l’onda interagisce con ciò che incontra».

Tra le prospettive aperte dal il controllo delle onde elastiche tramite questi nuovi metamateriali ci sono i sensori a super-risoluzione, i dispositivi acustici e altra strumentazione medicale, e quelle che vengono chiamate "superlenti", che potrebbero portare avanzamenti significativo nel campo dell’imaging grazie alla possibilità di focalizzare più direttamente le onde.



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