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Nuevo material para moldear el sonido de manera asombrosa

noticias de la ciencia Jue, 02 de Mar 2017 11:08 AM ingeniería
Se ha inventado un material que desvía, moldea y enfoca las ondas de sonido que pasan a través de él
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Con este sorprendente material, se amplía sustancialmente la gama de aplicaciones de los metamateriales en el campo del sonido. Los metamateriales son materiales trabajados a escala nanométrica, sobre todo en sus superficies, que permiten hacer con ellos cosas de las que ningún material convencional es capaz.

 

Los metamateriales ya han mostrado resultados notables con la manipulación de la luz, permitiendo a algunos equipos de científicos crear rudimentarias pero prometedoras capas de invisibilidad, por ejemplo.

 

Un equipo de investigadores de las universidades de Sussex y Bristol en el Reino Unido ha mostrado ahora que los metamateriales, adecuadamente diseñados, son capaces de manipular las ondas sonoras de un modo muy parecido a como manipulan la luz en casos extremos como la citada invisibilidad. El nuevo capítulo de los metamateriales para sonido que se ha abierto con la nueva investigación podría transformar los sistemas de visualización médica por ultrasonido y los sistemas de audio personal.

 

En ciertas terapias y algunas técnicas de visualización médica se utilizan campos sonoros finamente moldeados. También en diversos aparatos de electrónica de consumo, como proyectores de audio (sistemas de emisión unidireccional de sonido) y dispositivos que emplean tecnología háptica ultrasónica. El nuevo trabajo de investigación y desarrollo muestra una forma simple y barata de crear estas ondas sonoras moldeadas usando metamateriales acústicos.

 

El equipo de Gianluca Memoli confeccionó una capa de metamaterial a partir de muchos "ladrillos" diminutos, cada uno de los cuales "enrolla" el espacio por el que se transmite el sonido, por así decirlo. Dichos ladrillos actúan ralentizando el sonido, lo cual facilita que a las ondas sonoras que van llegando se las pueda transformar en cualquier campo de sonido que se necesite.

 Las nuevas capas de metamaterial se podrían utilizar en muchas aplicaciones. Las versiones de gran tamaño podrían emplearse para dirigir o enfocar el sonido hacia una ubicación en particular y formar así un punto aislado de recepción acústica de audio. Versiones mucho más pequeñas podrían usarse para enfocar ultrasonidos de elevada intensidad con el objetivo de destruir tumores dentro del cuerpo humano. Respecto a esto último, se podría fabricar una capa de metamaterial a medida para su introducción en el cuerpo de un paciente, ajustándola para enfocar las ondas ultrasónicas hacia allí donde se las necesitase más. En ambos casos, la capa podría ser equipada con tecnología ya disponible, usada en altavoces, y fabricada de manera rápida y barata.

 

Los "ladrillos" de metamaterial creados por el equipo de Memoli se pueden fabricar mediante impresión 3D y después basta con ensamblarlos del modo adecuado, para formar, a partir de una fuente de sonido, cualquier campo sonoro que podamos imaginar. Ni siquiera se requiere una cantidad grande de estos ladrillos. Con una cantidad modesta de ladrillos distintos se pueden conseguir efectos sorprendentes. En muchos aspectos, un conjunto de estos ladrillos de metamaterial es equiparable a un kit acústico a partir del cual podamos montarnos nosotros mismos un sistema de altavoces en una habitación de casa.


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