近日，來自英國(guó)蘇塞克斯大學(xué)的研究人員使用特殊的以引導(dǎo)聲波聲音成形的超材料來構(gòu)建3D打印磚。這些材料可用于創(chuàng)建音頻熱點(diǎn)或使用高強(qiáng)度超聲波破壞腫瘤。

醫(yī)療成像和個(gè)人音頻可以通過一個(gè)微小的3D打印磚系統(tǒng)得到重大的檢修，這看起來更像一個(gè)樂高包，而不是一個(gè)嚴(yán)肅的研究項(xiàng)目。來自蘇塞克斯大學(xué)的研究人員創(chuàng)造了一系列超材料，每個(gè)都由3D打印磚的各種組合組成，可以聚焦和重新定向聲波。蘇塞克斯大學(xué)互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室主任、研究人員之一的Sriram Subramanian教授說：“我們希望創(chuàng)造出能夠操作聲音的聲學(xué)設(shè)備，它們具有與液晶顯示器和投影儀一樣的輕松靈活性?！?

蘇塞克斯大學(xué)團(tuán)隊(duì)開展的研究已發(fā)表在Nature Communications雜志上，研究人員解釋了他們?nèi)绾问褂帽阋撕秃?jiǎn)單的3D打印方法來創(chuàng)建音頻聚光燈和超聲波觸摸設(shè)備等設(shè)備。研究的中心是一個(gè)3D打印磚的系統(tǒng)，每個(gè)都能夠“卷起”空間。這些空間纏繞的3D打印立方體能夠減慢聲音，允許傳入的聲波轉(zhuǎn)換為任何所需的聲場(chǎng)。

根據(jù)研究人員解釋，由特異材料制成的3D打印磚可用于許多應(yīng)用中。大型版本可用于構(gòu)建音頻熱點(diǎn)，聲音定向到特定位置。另一方面，較小的版本可以安裝到患者的身體，并且用于聚焦高強(qiáng)度超聲以破壞身體中的深部腫瘤。

“我們的超材料可以3D打印磚，然后組裝在一起形成任何可以想象的聲場(chǎng)，”來自蘇塞克斯大學(xué)Interact實(shí)驗(yàn)室的Gianluca Memoli博士說，“我們還展示了如何用少量不同的磚塊實(shí)現(xiàn)，你可以想象一個(gè)我們的超材料的盒子作為一個(gè)自己的聲學(xué)套件。”

研究人員說，通過使動(dòng)態(tài)材料層可重構(gòu)，3D打印超材料可以進(jìn)一步改進(jìn)。這將允許研究人員創(chuàng)建負(fù)擔(dān)得起的，用于醫(yī)療診斷或裂紋檢測(cè)的成像系統(tǒng)。

“我們的研究打開了結(jié)合衍射、散射和折射的新聲學(xué)設(shè)備的大門，并使未來的全數(shù)字空間聲音調(diào)制器的開發(fā)成為可能，它可以用最少的資源實(shí)時(shí)控制?！盨ubramanian補(bǔ)充說。該研究論文的作者是Memoli、Mihai Caleap、Michihiro Asakawa、Deepak R. Sahoo、Bruce W. Drinkwater和Subramanian。

據(jù)悉，早在2016年11月，杜克大學(xué)的研究人員發(fā)表了一個(gè)非常類似的研究的結(jié)果，其中使用3D打印的“樂高積木”來創(chuàng)建聲音全息圖。