Các nhà khoa học sử dụng âm thanh để kiểm soát hành vi vật liệu, điều chỉnh độ cứng của thiết bị

Các nhà nghiên cứu tại Đại học California San Diego đã phát triển một phương pháp mới để kiểm soát hành vi cơ học của vật liệu bằng cách sử dụng sóng âm, được trình bày chi tiết trong một nghiên cứu công bố trên tạp chí Nature Communications. Công trình của họ tập trung vào việc điều khiển các đặc điểm nhỏ cục bộ gọi là khuyết cơ học — các ranh giới bên trong vật liệu nơi cấu trúc bên trong thay đổi hướng, dẫn đến độ cứng hoặc mềm khác nhau ở hai bên. Truyền thống, việc di chuyển các khuyết này rất khó khăn do các rào cản năng lượng giữ chúng cố định, và các nỗ lực trước đây sử dụng sóng âm thường dẫn đến chuyển động không thể dự đoán được. Nhóm nghiên cứu tại UC San Diego đã vượt qua điều này bằng cách tạo ra một vật liệu mô hình không có các rào cản năng lượng như vậy, cho phép kiểm soát chính xác vị trí khuyết theo từng bước thông qua các tần số âm thanh cụ thể. Bằng cách gửi các xung âm có mục tiêu, các nhà nghiên cứu đã tạo ra một "tia kéo" âm thanh có thể kéo khuyết từng bước một về phía nguồn âm, từ đó điều chỉnh độ dốc độ cứng của vật liệu theo yêu cầu. Trong thiết lập thí nghiệm của họ, một mô hình kích thước thực gồm các đĩa quay chồng lên nhau được kết nối bằng các lò xo mô phỏng hành vi nguyên tử, xác nhận rằng sóng âm có thể truyền động lượng một cách đáng tin cậy để di chuyển các khuyết mặc dù có sự phản xạ một phần.