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Materiais Avançados

Superlente acústica: ultrassom mais nítido e camuflagem para submarino

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/07/2009

Superlente acústica: ultra-som mais nítido e camuflagem para submarino
Os três autores do artigo que descreve a criação da superlente acústica, com Shu Zhang segurando o protótipo do metamaterial.
[Imagem: L. Brian Stauffer]

Pesquisadores da Universidade de Illinois, nos Estados Unidos, criaram uma superlente acústica, uma inovação que deverá impactar áreas tão diferentes quanto os exames médicos de ultrassom e os testes não-destrutivos de edifícios e pontes, além de criar um novo mecanismo que os submarinos poderão utilizar para se manterem indetectáveis.

Lente acústica

A equipe do professor Nicholas Fang construiu um metamaterial, um material sintético, com uma estrutura que não é encontrada em nenhum material natural, que focaliza ondas na faixa dos ultrassons em um ponto focal - daí a denominação de "lente" - com um diâmetro equivalente à metade do comprimento de onda das ondas originais.

Esse sistema acústico inusitado pode ser comparado ao circuito eletrônico formado por uma bobina e um capacitor - o canal de transmissão age como uma série de bobinas, enquanto uma cavidade que aprisiona as ondas e as faz ressonar numa determinada frequência, de forma muito parecida como um instrumento musical, funciona como um capacitor.

O esquema permite a geração e o direcionamento precisos de pulsos de som para um determinado objeto. Medindo-se as ondas refletidas, é possível gerar uma imagem do objeto, que tanto pode ser o bebê no útero da mãe, quanto o interior de uma coluna de concreto.

Imageamento acústico

O imageamento acústico é menos preciso do que o imageamento óptico ou por raios X, mas é muito mais seguro. É por isso, por exemplo, que a ultrassonografia é utilizada para examinar as mulheres grávidas e seus bebês.

A nova superlente acústica aumenta significativamente essa precisão, superando as tecnologias atuais e abrindo novas áreas de aplicação para o ultrassom.

"No corpo, os tumores são frequentemente circundados por tecidos espessos com alto contraste, de forma que você não consegue ver os tumores claramente, e o imageamento acústico pode fornecer mais detalhes do que os métodos de imageamento óptico," explica Fang.

Camuflagem para submarinos

E as aplicações possíveis vão além da medicina. No campo dos testes não-destrutivos, a integridade estrutural de uma ponte ou de um edifício pode ser checada procurando por minúsculas fissuras internas, invisíveis externamente e que não podem ser captadas por equipamentos de imageamento óptico.

Fang afirma que o imageamento acústico também poderá permitir a criação de melhores tecnologias de camuflagem subaquáticas, teoricamente até mesmo um "manto da invisibilidade acústico," que poderia esconder um submarino.

"O imageamento acústico é uma forma diferente de detectar e avaliar as coisas, além do alcance do imageamento óptico. Neste momento, nosso objetivo é tirar esse experimento do laboratório e criar um dispositivo prático ou um sistema que nos permita usar o imageamento acústico na situação que se apresentar," concluiu Fang.

Bibliografia:

Artigo: Enhanced Surface Photon Drag on Plasmonic Metamaterials: A Fizeau-Doppler Shift Study
Autores: Leilei Yin, Nicholas X. Fang, Shu Zhang
Revista: Applied Physics Letters
Vol.: Accepted for publication






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