التشكّل الصوتي… اختراع المادة الخارقة
قوالب ميتاماترالية كمية تتجمع معًا لتشكيل مادة جديدة فائقة يمكنها التعامل مع موجات الصوت.
تتشكل هذه القراميد من مواد فائقة، تتحد مع بعضها منتجة موجات صوتية أخرى تفوق تلك التي اخترعها العلماء ولها خاصية معالجة الصوت ببراعة، وقد توصل العلماء إلى اختراع مادة لها قدرة على التأثيرعلى الموجات الصوتية المارة عبرها وتشكيلها وتركيزها.
هذا الاختراع فاق حدود المادة الخارقة(وهى مواد اصطناعية هُندست لتكتسب خصائص قد لا تتوافر في الطبيعة) مقارنة بفئة جديدة من الأسطح المهندسة بدقة والتي تتحدى الطبيعة.
أظهرت هذه المواد نتائج بارزة فيما يتعلق بمعالجة موجات الصوت ما يمكن العلماء من ابتكار نسخة حقيقية من عباءة الاختفاء السحرية لهاري بوتر على سبيل المثال.
ولكن فريق الباحثين في جامعتي ساسكس وبريستول أعلنوا أنهم يبحثون أيضًا موجات الصوت والتي بإمكانها تغيير التصوير الطبي والصوت الفردي.
مؤخرًا استخدمت مجالات الموجات الصوتية في التصوير الطبي والعلاج، بالإضافة إلى المنتجات الاستهلاكية -بشكل واسع- كالأضواء المُصدرة للأصوات، والموجات فوق الصوتية المحسوسة.
ويظهر البحث الذي نشر في مجلة “Nature Communications” طريقة بسيطة ورخيصة لتكوين أشكال من الموجات الصوتية باستخدام مواد ميتاماتريالية صوتية.
تعاون فريق بحثي في تركيب طبقة ميتاماريالية مكونة من العديد من القراميد الصغيرة التي تشغل الفراغ كل على حدا، وتبطئ القراميد التي تحتل الفراغ من سرعة الصوت ما يعني أن الموجات الصوتية الجديدة يمكن أن تتحول لأى حقل صوتي مطلوب.
Video
يمكن استخدام الطبقات المادة الخارقة الجديدة في العديد من التطبيقات، فالنسخ الكبيرة منها يمكن أن تستخدم لتوجيه الصوت وتركيزه لنقطة معينة، وتشكيل نقط اتصال صوتية.
أما النسخ الأقل حجمًا يمكن أن تستخدم لتركيزالموجات فوق الصوتية عالية الكثافة للقضاء على الأورام الموجودة داخل الجسم البشري؛ وذلك بتصميم طبقة ميتامريالية خصيصًا لتتناسب مع جسم المريض وضبطها لتركيزالموجات فوق الصوتية وهو شىء نحن في أمس الحاجة اليه.
في تلك الحالتين، يمكن أن تتناغم الطبقة الصوتية مع التكنولوجيا الموجودة لمكبرات الصوت بشكل سريع ورخيص.
وقال الدكتور جانلوكا ميمولي -بالمختبر التفاعلي في جامعة ساسكس- والمسؤؤل عن الدراسة: “القراميد المادة الخارقة يمكن طباعتها بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، و من ثم تُجمع معًا لتشكيل أى مجال صوتي يمكن تخيله، وقد أوضحنا كيفية تحقيق ذلك باستخدام عدد صغير من القراميد المختلفة”.
وأضاف البروفيسور سرسرام سوبرأمانيان، رئيس المختبر التفاعلي بجامعة ساسكس، قائلا: ” نتطلع لصنع أجهزة صوتية تستطيع التلاعب بالصوت بنفس السهولة والمرونة التي تتبعها شاشات الكريستال السائل والكشافات الضوئية تجاه بالضوء، وتفتح أبحاثنا الطريق لصنع أجهزة صوتية جديدة تدمج انحراف الضوء، وتشتته وانكساره لتطوير الأجهزة المستقبلية ما يساعد على التحول لعالم رقمي بالكامل يمكن السيطرة عليه في وقتنا هذا بموارد بسيطة جدًا”.
وأوضح بروس درينكواتر،أستاذ فوق الصوتيات في جامعة بريستول، قائلا: ” أعتقد أنه في المستقبل سيكون هناك العديد من التطبيقات المثيرة لهذه التكنولوجيا، ونحن الآن نعمل على أن تكون الطبقات المادة الخارقة حيوية التشكل، وهذا يعني أننا يمكن أن نساعد في أن تكون الأنظمة المستخدمة إما للتشخيص الطبي أو للكشف عن الصدوع رخيصة “.
ترجمة: يوسف الدسوقي
تدقيق: منة الله عيد رزق
المصدر
