Imagens de ultrassom e levitação

Pesquisadores desenvolveram uma técnica para criar uma garrafa acústica em pleno ar.

A técnica consiste em fazer a rota das ondas sonoras seguirem trajetórias convexas específicas manipulando-as à distância - uma garrafa de som sem a garrafa, por assim dizer.

A manipulação das ondas sonoras tem permitido criar novos mecanismos de camuflagem acústica, as chamadas zonas de silêncio, assim comoabsorvedores acústicos perfeitos.

Mas Peng Zhang e seus colegas dos Laboratórios Berkeley, nos Estados Unidos, queriam algo mais funcional, que pudesse ser usado prontamente em equipamentos de imagem por ultrassom, por exemplo.

Para isso, eles se livraram dos metamateriais. Em vez desses materiais artificiais capazes de manipular as ondas, eles fizeram tudo em pleno ar, manipulando as ondas na sua origem.

"Nós demonstramos a geração de feixes de garrafas acústicas no espaço homogêneo sem o uso de metamateriais. Em vez disso, a energia do som flui através de uma concha tridimensional curva no ar, deixando uma região de pressão próxima de zero no meio, exibindo a capacidade de contornar obstáculos," diz a equipe em seu artigo.

A manipulação das ondas de som é essencial para a geração de imagens de ultrassom de maior definição, mas também pode ser usada na levitação e manipulação de partículas e na avaliação não-destrutiva de materiais - além dos escudos de silêncio, obviamente.

Garrafa de som

As ondas sonoras que vão formar a garrafa acústica em pleno ar são concentradas em um feixe que viaja coeso, formando as paredes da concha curva. Como essas paredes de alta pressão exercem uma força, nenhuma onda passa através da região de "pressão nula", que forma o interior da garrafa acústica.

O som é gerado por um conjunto de alto-falantes de 1,5 centímetro de diâmetro cada um, espaçados por 2,5 centímetros uns dos outros, operando em uma frequência de 10 kilohertz.

A grande vantagem é que a técnica permite manipular à vontade as ondas sonoras geradas por esse emissor plano, em um espaço 3D livre à sua frente, sem necessitar de qualquer aparato acessório.

O feixe acústico em forma de garrafa não é influenciado por qualquer objeto colocado em seu interior. Isso significa não apenas que ele funciona como um "manto da invisibilidade acústico", como também que ele pode alcançar objetos à distância - como partes internas do corpo, gerando imagens de qualidade muito elevada.

"Como o princípio das antenas de fase ajustadas está bem estabelecido e já é utilizado no imageamento por ultrassom, nós podemos aplicar nossa garrafa acústica diretamente em sistemas de imagens acústicas," disse Zhang.

"Nós também podemos levitar objetos 3D muito maiores do que pode ser levantado e manipulado com outras técnicas de levitação acústicas," completou o pesquisador.

Inovação Tecnológica