Túnel fantasma guia o som numa direção e é invisível ao som noutra direção

Redação do Site Inovação Tecnológica - 17/07/2026

É um túnel perfeito para o som que passa por seu interior (na horizontal, nesta ilustração), e completamente invisível para sons que o atingem pelo exterior (ilustrados na vertical).
[Imagem: Changqing Xu et al. - 10.1103/9y6g-42nm]

Metamaterial acústico

Um novo metamaterial acústico, um material artificial projetado para manipular ondas sonoras, criou um inusitado "túnel fantasma": A estrutura funciona como um guia de ondas quase perfeito para o som que entra por suas extremidades, mas é essencialmente invisível para as ondas incidentes em suas laterais, o que significa que o som passa por ele praticamente sem se refletir e sem ser amortecido.

Os metamateriais acústicos, que podem ser construídos para transmitir, capturar, amplificar e direcionar ondas sonoras em frequências específicas, já se tornaram um campo de pesquisa importante. Além das camuflagens acústicas, hoje as ondas de som são paradas, revertidas e até armazenadas, objetos podem ser movidos com precisão, entre várias outras técnicas de manipulação com som.

Assim como os guias de onda são uma ferramenta essencial para as tecnologias baseadas na luz, guias de ondas sonoras também serão uma ferramenta muito útil se puderem confinar o som dentro de um canal, impondo limites que reflitam as ondas de volta para dentro. O problema é que as ondas se dispersam ao se chocarem com paredes rígidas.

Changqing Xu e colegas da Universidade Normal de Nanjing, na China, resolveram este problema usando um metamaterial que consegue explorar um efeito conhecido como "meio de índice zero", pelo qual o índice de refração praticamente deixa de existir para uma determinada frequência de onda.

O metamaterial do túnel fantasma é composto por uma série de elementos de plástico parcialmente ocos, com 15 mm de altura cada um.
[Imagem: Changqing Xu et al. - 10.1103/9y6g-42nm]

Túnel fantasma

O guia de ondas acústicas consiste em uma matriz de células impressas em 3D, cada uma contendo duas cavidades de ar conectadas por canais espiralados, com um formato projetado para reduzir a velocidade do fluxo de ar. Isso permitiu obter o efeito de índice zero no interior de uma estrutura muito compacta.

Ajustando a geometria das células individuais, a equipe conseguiu projetar o metamaterial para que ele tenha uma impedância compatível com a do ar livre, de modo que as ondas mais externas não encontram nenhuma barreira refletora - um autêntico manto da invisibilidade acústico.

O conjunto todo forma o que a equipe chama de "túnel fantasma": Sons que entram pelo túnel viajam totalmente confinados, chegando ao outro lado com fidelidade total. Curiosamente, quando outros sons atingem a lateral da estrutura, eles também passam direto, como se o túnel nem existisse, emergindo sem distorção do outro lado.

"Este método oferece uma nova via para superar as principais limitações dos dispositivos acústicos, como designs volumosos, funcionalidade limitada e suscetibilidade a interferências em ambientes complexos," comentou Xu. "Além disso, a generalidade da abordagem também deve torná-la útil para outros tipos de ondas, incluindo fótons, plásmons e até mesmo ondas eletrônicas."

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