O professor assistente Zhenhua Tian do Departamento de Engenharia Mecânica da Virginia Tech liderou uma equipe na exploração do uso de ondas sonoras como pinças invisíveis para manipular o fluxo de fluidos e partículas microscópicas em chips eletrônicos. Esta pesquisa demonstra grande potencial no campo médico, com chips de ondas sonoras prometendo aplicações em cirurgias não invasivas ou na extração eficiente de partículas do sangue, semelhante a uma centrífuga. No entanto, os tradicionais transdutores interdigitais (IDT) não conseguem gerar as ondas curvas sobrepostas altamente personalizáveis necessárias, representando um gargalo tecnológico.

Para superar esse desafio, a equipe do professor Tian desenvolveu independentemente uma nova tecnologia de geração de ondas e a integrou com sucesso em um chip. A ferramenta que eles desenvolveram pode operar em diferentes escalas, suportar diferentes potências e gerar ondas sonoras no chip com distribuições de energia únicas. Ao codificar distribuições de fase altamente personalizáveis, eles conseguiram inclinar, curvar e coordenar as ondas sonoras, formando um instrumento integrado. Esta inovação não apenas aumentou o alcance e a potência das ondas sonoras, mas também possibilitou movimentos e manipulações complexas em escala microscópica.

A equipe do professor Tian não apenas criou novas ferramentas, mas também desenvolveu novos metamateriais que remodelam a energia acústica, alterando sua funcionalidade. Este chip adaptável pode controlar com precisão o fluxo de energia das ondas sonoras, sendo adequado para vários cenários, como roteamento de ondas sonoras, manipulação de fluidos e partículas. Isto abre novas perspectivas de aplicação em áreas como cirurgia não invasiva, biossensores, micromaquinação e resfriamento de semicondutores. O professor Tian afirmou: "Continuaremos a explorar a aplicação dessas ferramentas em novos campos, estabelecendo uma base sólida para o desenvolvimento futuro."