Los científicos del Centro de Investigación Científica Avanzada del Centro de Graduados CUNY han revelado un método innovador para controlar el sonido y la vibración utilizando un concepto que llaman «elásticos de torsión». Esta innovadora técnica, inspirada en el fenómeno de la ‘twistrónica’ aplicada inicialmente en la electrónica, consiste en la manipulación de ondas mecánicas introduciendo pequeñas rotaciones entre capas artificiales de superficies.
Esta investigación, publicada en la revista PNAS, destaca el potencial de los elásticos giratorios para transformar tecnologías críticas para el ultrasonido, la microelectrónica y el desarrollo de sensores avanzados. Los diseños convencionales en estas áreas a menudo carecen de flexibilidad; Sin embargo, el nuevo enfoque permite a los ingenieros reconfigurar de forma adaptativa el comportamiento de las olas girando dos capas de superficies optimizadas. Esta adaptabilidad marca un importante paso adelante en el control del ruido y las vibraciones.
Andrea Alù, Einstein y distinguido profesor de física en el Centro de Graduados CUNY, señaló las profundas implicaciones de sus hallazgos y propuso que torcer estas capas podría conducir a una manipulación mecánica de ondas altamente controlada. Estos avances pueden allanar el camino para soluciones innovadoras en el campo de la detección, la comunicación y el procesamiento de señales.
Para lograr sus hallazgos, el equipo de investigación integró marcos teóricos con simulaciones por computadora y experimentos prácticos, utilizando prototipos impresos en 3D para diseñar superficies especializadas conocidas como metasuperficies. Estas metasuperficies están equipadas con pilares microscópicos y, cuando se apilan y giran en ángulos específicos, alteran la propagación de las vibraciones. En particular, en un ángulo de rotación crítico llamado «ángulo mágico», las vibraciones se enfocan y guían intensamente, mejorando la velocidad y la eficiencia del procesamiento de señales.
Las implicaciones de los elásticos de torsión se extienden a un mejor control de las señales de banda ancha en un espectro diverso de frecuencias, lo que permite ajustes rápidos al comportamiento de las ondas y mejora la transferencia de información. Esta técnica también promete mejorar la robustez del sistema para resistir fallas causadas por imperfecciones de fabricación.
Los expertos son optimistas sobre las amplias aplicaciones de los elásticos giratorios y prevén su uso en imágenes médicas, electrónica de consumo y microfluidos. El potencial de miniaturizar esta tecnología para dispositivos a escala de chip podría revolucionar las aplicaciones cotidianas en la manipulación de sonido y vibración.
