В науке и технике звуковые волны помогают составлять карты морского дна, отслеживать землетрясения, направлять подводные лодки и даже разбивать камни в почках внутри человеческого тела.  Теперь ученые расширяют этот потенциал еще больше, пишет Interesting Engineering.

Студент Даджун Чжан, докторант Университета Висконсин-Мэдисон, разработал новый метаматериал, который позволяет ученым манипулировать объектами под водой, используя только звук.

Никаких рук, никаких физических инструментов, только акустические волны. Его работа может преобразить подводную робототехнику и даже открыть путь к неинвазивным хирургическим инструментам.

Секрет заключается в тщательно продуманной поверхности. Чжан разработал метаматериал с мелким пилообразным рисунком. Этот рисунок изменяет отражение звуковых волн, когда несколько динамиков направляют их под разными углами. Результат: контролируемое движение.

«Тщательно воздействуя звуковыми волнами на плавающий или погруженный в воду метаматериал, - рассказал Чжан, - я могу толкать и вращать любой прикрепленный к нему объект ровно столько, сколько захочу».

Возможность удаленного управления объектами может упростить подводные операции и предложить новые высокоточные инструменты в медицине.

Создать такой метаматериал непросто. Стандартные методы изготовления не отличаются ни точностью, ни доступностью.

«Современные методы изготовления подводных метаматериалов не обеспечивают требуемого разрешения или свойств материала и, как правило, очень дороги», - сказал Чжан.

Чтобы решить эту проблему, молодой ученый разработал новый подход. Он сочетает в себе высокое разрешение изображения и сильный акустический контраст по сравнению с водой при низких затратах.

«Этот метод не только недорог и прост в реализации, но и обеспечивает высокое разрешение изготовления и большой контраст акустического сопротивления с водой, что является ключом к созданию подводных метаматериалов»,  - сказал он.