Ultradźwięki mogą więcej niż przypuszczaliśmy

Ultradźwięki mogą więcej niż przypuszczaliśmy

Naukowcy z North Carolina State University opracowali technikę, która umożliwia ultradźwiękom penetrację kości i metali. Udało się to dzięki zastosowaniu specjalnych struktur, które kompensują zakłócenia wywołane przez tzw. warstwy zakłócające.

– Zaprojektowaliśmy komplementarne metamateriały, które sprawiają, że lekarze z łatwością będą w stanie wykorzystać ultradźwięki w celach diagnostycznych lub terapeutycznych, takich jak monitorowanie przepływu krwi w mózgu lub leczenie jego guzów – powiedział Chen Shen, tamtejszy doktorant – Dotychczas było to niezwykle trudne, ponieważ czaszka zniekształca pole akustyczne podczas typowego badania USG.

– Opracowane przez nas metamateriały mogą być również używane w zastosowaniach przemysłowych - powiedział dr Yun Jing, profesor inżynierii mechanicznej i lotniczej, który jest głównym autorem badań – Pozwalają, na przykład na wykorzystanie technik USG do wykrywania pęknięć w skrzydłach samolotu, które zazwyczaj ukryte są pod ich zewnętrznym poszyciem.

Naukowcy rozwiązali problem zakłócania fal ultradźwiękowych w materiałach, takich jak kości czy metale poprzez zaprojektowanie niestandardowych metamateriałowych struktur, które biorą pod uwagę właściwości akustyczne warstw zakłócających i kompensują ich wpływ na pomiar. Stworzona tak metamateriałowa konstrukcja oparta jest o szereg membran i miniaturowych kapilar.

Technika została przetestowana za pomocą symulacji komputerowych. Obecnie inżynierowie są w trakcie opracowywania i testowania fizycznego prototypu.

(rr)