El nuevo metamaterial permite el movimiento remoto de objetos bajo el agua usando el sonido
El metamaterial creado por Zhang se usa para empujar y rotar un objeto adornado con Bucky the Badger de la Universidad de Wisconsin. Crédito: Dajun Zhang
El sonido puede hacer más que solo proporcionar un buen ritmo. Las ondas de sonido se han utilizado para todo, desde mapear el fondo marino hasta romper los cálculos renales. Gracias a una estructura de material única, los investigadores ahora pueden moverse y colocar objetos bajo el agua sin tocarlos directamente.
Dajun Zhang, un estudiante de doctorado en la Universidad de Wisconsin-Madison, presenta su trabajo sobre el desarrollo de un metamaterial para la manipulación acústica submarina el martes 20 de mayo a las 3:20 pm Ct como parte de la 188a reunión conjunta de la Sociedad Acousítica de América y el 25º Congreso Internacional en Acústica, que se extiende del 18 al 23 de mayo.
Un metamaterial es un material compuesto que exhibe propiedades únicas debido a su estructura. El metamaterial de Zhang presenta un pequeño patrón de diente de sierra en su superficie, lo que permite a los altavoces adyacentes ejercer diferentes fuerzas sobre el material en función de cómo las ondas de sonido se reflejan. Al atacar cuidadosamente el metamaterial flotante o sumergido con ondas de sonido precisas, Zhang puede empujar y rotar cualquier objeto unido exactamente tanto como quiera.
Manipular objetos en el agua sin tocarlos podría hacer que mucho trabajo submarino sea más fácil. También podría usarse dentro del cuerpo humano, que es principalmente agua, para aplicaciones como cirugía remota o administración de medicamentos.
“Nuestro metamaterial ofrece un método para aplicar diferentes fuerzas de radiación acústica en objetos en medios líquidos, como robots y vehículos submarinos, piezas para ensamblaje o dispositivos y medicamentos médicos”, dijo Zhang.
Sin embargo, la fabricación de metamateriales submarinos con las propiedades correctas para la manipulación de objetos es difícil, especialmente con los métodos convencionales.
“Los métodos de fabricación actuales para metamateriales submarinos no proporcionan la resolución o las propiedades del material requeridas y generalmente son muy caras”, dijo Zhang. “Para resolver este problema, desarrollé un nuevo método de fabricación. Este método no solo es de bajo costo y fácil de implementar, sino que también logra una alta resolución de fabricación y un gran contraste de impedancia acústica con el agua, que son claves para metamateriales submarinos”.
En las pruebas, Zhang usó su metamaterial para manipular objetos flotantes, como madera, cera y espuma de plástico, junto con objetos completamente sumergidos bajo el agua. Adjuntó su metamaterial a cada objeto y usó ondas acústicas para empujar, tirar y girarlas. Con objetos sumergidos, esta técnica le dio la capacidad de manipularlos en tres dimensiones.
Zhang planea continuar su trabajo, desarrollando un parche metamaterial que sea más pequeño y más flexible. Espera que su trabajo conduzca a nuevos usos en medicina y robótica submarina.
“Nuestra investigación abre nuevas oportunidades tanto para metamateriales acústicos submarinos como para la manipulación remota”, dijo Zhang. “Los metamateriales acústicos y las metasurfaces ahora se pueden usar para generar fuerzas de forma remota para aplicaciones de levitación, actuación y manipulación submarina o en el cuerpo”.
Proporcionado por la Sociedad Acústica de América
Cita: El nuevo metamaterial permite el movimiento remoto de objetos bajo el agua usando el sonido (2025, 20 de mayo) Recuperado el 20 de mayo de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-05-metamaterial-endes-remote-movement-under.html
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