Uma equipe de pesquisa do Centro de Pesquisa Científica Avançada da City University of New York realizou novos progressos na manipulação de ondas acústicas. Inspirados por conceitos da eletrônica, eles desenvolveram uma técnica inovadora chamada "elasticidade de torção". Essa técnica de manipulação de ondas acústicas controla dinamicamente a propagação de ondas mecânicas por meio da rotação das camadas superficiais de um material projetado. Os pesquisadores estão usando superfícies torcidas para manipular ondas mecânicas, possibilitando novas tecnologias, como imagens, eletrônica e sensores.
A pesquisa foi publicada na revista Proceedings of the National Academy of Sciences. Por meio de análises teóricas, simulações computacionais e protótipos impressos em 3D, a equipe projetou uma superfície especializada com uma estrutura de micropilares. Quando duas camadas superficiais idênticas são rotacionadas uma em relação à outra em ângulos diferentes, a estrutura resultante altera suas propriedades de propagação de vibração, alternando entre diferentes estados topológicos. "Nosso trabalho demonstra que, simplesmente torcendo essas duas camadas, podemos alcançar controle extremo sobre as ondas mecânicas", disse o professor Andrea Alù, que liderou a pesquisa.
Em ângulos de rotação específicos, as ondas mecânicas exibem propagação altamente focada e direcional, um fenômeno que os pesquisadores apelidaram de efeito "ângulo mágico". Essa técnica de manipulação de ondas acústicas supera as limitações dos projetos fixos tradicionais, permitindo que os engenheiros reconfigurem o comportamento de propagação das ondas ajustando o ângulo entre as camadas. Essa propriedade ajustável oferece novas possibilidades para melhorar a eficiência da transmissão de informações.
A elasticidade torcional permite o controle preciso de sinais de banda larga e a capacidade de ajustar rapidamente o comportamento das ondas. Esse método de manipulação de ondas acústicas também melhora a tolerância do sistema a defeitos de fabricação. A equipe de pesquisa prevê que esse avanço promoverá tecnologias em imagens médicas, eletrônicos de consumo e microfluídica. Com mais pesquisas sobre miniaturização, espera-se que a elasticidade torcional seja aplicada a dispositivos em escala de chip, abrindo novos caminhos para aplicações de manipulação de ondas acústicas.
