El equipo de investigación, dirigido por el profesor Geoff Nash de la Universidad de Exeter, ha creado una nueva estructura que puede manipular las ondas sonoras de frecuencia extrema, también conocidas como ondas acústicas superficiales o 'nanoterremotos', ya que atraviesan la superficie de un material sólido de manera similar a los temblores de terremotos en tierra.
Aunque las ondas acústicas superficiales (SAW) forman un componente clave de una serie de tecnologías, han demostrado ser extremadamente difíciles de controlar con algún grado de precisión. Ahora, el equipo del departamento de Ciencias Naturales de la Universidad de Exeter ha desarrollado un nuevo tipo de estructura, conocida como 'cristal fonónico', que cuando se modela en un dispositivo, se puede usar para dirigir y guiar los nanoterremotos.
La investigación se publica en la revista científica Nature Communications el 2 de agosto de 2017.
El profesor Nash, autor principal de la investigación, dijo: "Los dispositivos de ondas acústicas superficiales ya se encuentran en una gran cantidad de tecnologías, incluidos los sistemas de radar y la detección química, pero se están desarrollando cada vez más para aplicaciones como el laboratorio en un chip.
"Los enfoques Lab-on-a-chip reducen los laboratorios convencionales de química y biología al tamaño de unos pocos milímetros, y los SAW en estos sistemas se pueden usar para transportar y mezclar productos químicos, o para llevar a cabo funciones biológicas como la clasificación celular.
"Sin embargo, hasta ahora, ha sido extremadamente difícil hacer una estructura como la nuestra que se pueda usar para dirigir fácilmente las ondas acústicas de la superficie. Nuestro nuevo diseño de cristal fonónico es capaz de controlar los nanoterremotos con solo un puñado de elementos cristalinos, lo que hace que sea mucho más fácil de producir que los demostrados anteriormente.
"Estamos seguros de que estos resultados allanarán el camino para la próxima generación de nuevos conceptos de dispositivos SAW, como los biosensores de laboratorio en un chip, que se basan en el control y la manipulación de los nanoterremotos SAW. Aún más notable, también se ha propuesto que estas estructuras podrían ampliarse para proporcionar protección contra los terremotos".
El innovador estudio comenzó como un proyecto de pregrado con los estudiantes Benjamin Ash y Sophie Worsfold, que son dos de los cuatro autores del trabajo de investigación. Ben ahora está estudiando para un doctorado en Exeter con el profesor Peter Vukusic, el autor final del artículo, y el profesor Nash dentro del Centro de Formación Doctoral en Metamateriales EPSRC de Exeter.
Sophie dijo: "Trabajar con Geoff y su grupo para mi proyecto de pregrado fue una de mis partes favoritas de mi carrera. Aunque ahora me estoy capacitando para ser actuario, utilizo muchas de las habilidades que aprendí día a día en mi función, y la independencia y la confianza que gané han demostrado ser invaluables para seguir mi carrera. Estoy increíblemente emocionado de haber sido parte de esta investigación innovadora".
El profesor Nash, que es Director de Ciencias Naturales en Exeter, añadió: "Habiéndome mudado a Exeter desde la industria hace relativamente poco, ha sido absolutamente fantástico poder involucrar a nuestros brillantes estudiantes universitarios en mi investigación. Aportan energía, entusiasmo y una perspectiva diferente, y hacen una contribución real y extremadamente valiosa a la investigación de mi grupo.
Ciencias Naturales en Exeter es un innovador programa emblemático diseñado para explorar los conceptos científicos necesarios para explicar el mundo natural, desde la nanoescala hasta los complejos sistemas del clima de la Tierra y nuestro sistema solar.
