Forskare från University of Exeter har banat väg för en ny teknik för att kontrollera högfrekventa ljudvågor, vanligt förekommande inom vanliga enheter som mobiltelefoner.
Forskargruppen, ledd av professor Geoff Nash från University of Exeter, har skapat en ny struktur som kan manipulera de extrema ljudvågorna - även känd som akustiska ytvågor eller 'nanoquakes', när de springer över ytan av ett fast material på samma sätt som jordbävningsskakningar på land.
Även om ytakustiska vågor (SAW) utgör en nyckelkomponent i en mängd teknologier, de har visat sig vara extremt svåra att kontrollera med någon grad av noggrannhet. Nu, teamet från naturvetenskapsavdelningen vid University of Exeter har utvecklat en ny typ av struktur, känd som en 'fononisk kristall, ' som när den är mönstrad till en enhet, kan användas för att styra och styra nanobävningarna,
Forskningen publiceras i ledande vetenskaplig tidskrift, Naturkommunikation , den 2 augusti, 2017.
Professor Nash, ledande författare till forskningen sa:"Yta akustiska våganordningar finns redan i en myriad av teknik, inklusive radarsystem och kemisk avkänning, men utvecklas alltmer för applikationer som lab-on-a-chip.
"Lab-on-a-chip-metoder krymper konventionella kemi- och biologilaboratorier till storleken på några millimeter, och SAW i dessa system kan användas för att transportera och blanda kemikalier, eller att utföra biologiska funktioner såsom cellsortering.
"Men än så länge, det har varit extremt svårt att göra en struktur som vår som kan användas för att enkelt rikta akustiska ytvågor. Vår nya fononiska kristalldesign kan kontrollera nanobävningarna med bara en handfull kristallelement, vilket gör det mycket lättare att producera än de som tidigare visats.
"Vi är övertygade om att dessa resultat kommer att bana väg för nästa generation av nya SAW -enhetskoncept, som lab-on-a-chip biosensorer, som är beroende av kontroll och manipulation av SAW nanoquakes. Ännu mer anmärkningsvärt, Det har också föreslagits att dessa strukturer skulle kunna skalas upp för att ge skydd mot jordbävningar. "
Den innovativa studien började som ett grundprojekt med studenterna Benjamin Ash och Sophie Worsfold, som är två av de fyra författarna till forskningsartikeln. Ben studerar nu för en doktorsexamen vid Exeter med professor Peter Vukusic, den slutliga författaren till tidningen, och professor Nash inom Exeter EPSRC Center for Doctoral Training in Metamaterials.
Sophie sa:""Att arbeta med Geoff och hans grupp för mitt grundutbildningsprojekt var en av mina favoritdelar av min examen. Även om jag nu utbildar mig till aktuarie, Jag använder många av de färdigheter jag lärt mig dagligen i min roll, och det självständighet och självförtroende jag fått har visat sig vara ovärderligt när jag fortsätter min karriär. Jag är otroligt glad över att ha varit en del av denna banbrytande forskning. "
Professor Nash, som är chef för naturvetenskap på Exeter tillade:"Efter att ha flyttat till Exeter från industrin relativt nyligen, det har varit helt fantastiskt att få engagera våra briljanta studenter i min forskning. De ger energi, entusiasm och ett annat perspektiv, och ger ett verkligt och oerhört värdefullt bidrag till forskningen i min grupp.
