Ett supermaterial som böjer sig, formar och fokuserar ljudvågor som passerar genom det har uppfunnits av forskare.

Skapelsen skjuter gränserna för metamaterial-en ny klass av fint konstruerade ytor som utför naturförsvarande uppgifter.

Dessa material har redan visat anmärkningsvärda resultat med ljusmanipulation, låta forskare skapa en verklig version av Harry Potters osynlighetskappa, till exempel.

Men ett forskargrupp från universiteten i Sussex och Bristol har nu visat att de också arbetar med ljudvågor, som kan omvandla medicinsk bildbehandling och personligt ljud.

Fint formade ljudfält används i medicinsk bildbehandling och terapi samt i ett brett utbud av konsumentprodukter som ljudspots och ultraljudshapik. Forskningen publicerad idag (datum) i Naturkommunikation visar ett enkelt och billigt sätt att skapa dessa formade ljudvågor med hjälp av akustiska metamaterial.

Det samarbetande forskargruppen samlade ett metamaterialskikt av massor av små tegelstenar som var och en spolar upp utrymme. De rymdlindande tegelstenarna verkar för att bromsa ljudet, vilket betyder att inkommande ljudvågor kan omvandlas till alla nödvändiga ljudfält.

De nya metamaterialskikten kan användas i många applikationer. Stora versioner kan användas för att rikta eller fokusera ljud till en viss plats och bilda en ljud -hotspot. Mycket mindre versioner kan användas för att fokusera högintensivt ultraljud för att förstöra tumörer djupt inne i kroppen. Här, ett metamaterialskikt kan skräddarsys för att passa en patients kropp och justeras för att fokusera ultraljudsvågorna där de behövs som mest. I båda fallen kunde lagret anpassas till befintlig högtalarteknik och göras snabbt och billigt.

Dr Gianluca Memoli, från Interact Lab vid University of Sussex som ledde studien, sade:"Våra metamaterialstenar kan 3D -skrivas ut och sedan monteras ihop för att bilda alla ljudfält du kan tänka dig. Vi visade också hur detta kan uppnås med bara ett litet antal olika tegelstenar. Du kan tänka dig en låda med våra metamaterialstenar. som ett gör-det-själv-akustikpaket.

Professor Sriram Subramanian, Chef för Interact Lab vid University of Sussex, tillade:"Vi vill skapa akustiska enheter som manipulerar ljud med samma lätthet och flexibilitet som LCD -skärmar och projektorer gör för att tända. Vår forskning öppnar dörren till nya akustiska enheter som kombinerar diffraktion, spridning och brytning, och möjliggör framtida utveckling av helt digitala rumsliga ljudmodulatorer, som kan kontrolleras i realtid med minimala resurser. "

Bruce Drinkwater, Professor i ultraljud vid University of Bristol, förklarade:"I framtiden tror jag att det kommer att finnas många spännande tillämpningar av denna teknik. Vi arbetar nu med att göra metamateriallagren dynamiskt omkonfigurerbara. Detta kommer att innebära att vi kan göra billiga bildsystem som kan användas antingen för medicinsk diagnostik eller sprickdetektering . "