Исследовательская группа, возглавляемая профессором Джеффом Нэшем из Университета Эксетера, создала новую структуру, которая может управлять звуковыми волнами экстремальной частоты, также известными как поверхностные акустические волны или «нанотрясения», когда они проходят по поверхности твердого тела. материал аналогичен землетрясениям на суше.Хотя поверхностные акустические волны (ПАВ) являются ключевым компонентом множества технологий, оказалось, что ими чрезвычайно трудно управлять с любой степенью точности. Теперь команда из отдела естественных наук в Университете Эксетера разработала новый тип структуры, известный как «фононный кристалл», который, когда он встроен в устройство, может использоваться для управления нанотрясениями.
Исследование опубликовано в ведущем научном журнале Nature Communications 2 августа 2017 года.Профессор Нэш, ведущий автор исследования, сказал: «Устройства на поверхностных акустических волнах уже используются во множестве технологий, включая радиолокационные системы и химическое зондирование, но все чаще разрабатываются для таких приложений, как лаборатория на кристалле.«Подходы« лаборатория на чипе »сокращают обычные химические и биологические лаборатории до размеров нескольких миллиметров, и ПАВ в этих системах можно использовать для транспортировки и смешивания химикатов или для выполнения биологических функций, таких как сортировка клеток.
«Тем не менее, до сих пор было чрезвычайно сложно создать такую структуру, как наша, которую можно было бы использовать для легкого направления поверхностных акустических волн. Наша новая конструкция фононного кристалла способна контролировать нанотрясения с помощью всего лишь нескольких кристаллических элементов, что делает ее очень сложной. легче производить, чем продемонстрированные ранее.
«Мы уверены, что эти результаты проложат путь к следующему поколению новых концепций устройств на ПАВ, таких как биосенсоры« лаборатория на чипе », которые основаны на контроле нанотрясений на ПАВ и манипулировании ими. Что еще более примечательно, это также было предложено, чтобы эти структуры могли быть увеличены, чтобы обеспечить защиту от землетрясений ».
Инновационное исследование началось как студенческий проект со студентами Бенджамином Эшем и Софи Уорсфолд, которые являются двумя из четырех авторов исследования. Бен сейчас учится на докторскую степень в Эксетере у профессора Питера Вукусича, последнего автора статьи, и профессора Нэша в Центре докторской подготовки по метаматериалам Эксетера EPSRC.
Софи сказала: «« Работа с Джеффом и его группой над моим студенческим проектом была одной из моих любимых частей моей степени. Хотя сейчас я обучаюсь на актуария, я использую многие навыки, которые я изучал изо дня в день в своей должности, а приобретенная мной независимость и уверенность оказались неоценимыми в моей карьере. Я невероятно рад быть частью этого новаторского исследования ».
Профессор Нэш, который является директором отдела естественных наук в Эксетере, добавил: «После того, как я переехал в Эксетер из промышленности относительно недавно, это было абсолютно фантастически — иметь возможность привлекать наших блестящих студентов к моим исследованиям. Они приносят энергию, энтузиазм и новый взгляд на вещи. и внести реальный и чрезвычайно ценный вклад в исследования моей группы.