امواجی که خم‌شدنشان موجب بهبود کیفیت زندگی می‌شود
سیناپرس: امواج صوتی که از هوا می‌گذرند، جسمی که به سطح آب برخورد می‌کند و باعث موج‌دار شدن آن می‌شود و یا تکان‌های شدید ناشی از زلزله همه به عنوان امواج الاستیک در نظر گرفته می‌شوند. این امواج بدون آنکه در ترکیب ساختار ماده تغییر دایمی ایجاد کنند از سطح یا درون ماده عبور می‌کنند. به تازگی مهندسان دانشگاه میسوری مادهای ابداع کرده‌اند که قابلیت کنترل کردن این امواج را دارد و احتمالا کاربردهای پزشکی، نظامی و تجاری با پتانسیل بهبود زندگی مردم خواهد داشت.
گولیانگ هوانگ، استادیار مهندسی مکانیک و هوافضای کالج مهندسی دانشگاه میسوری می‌گوید: «متدهای کنترل کردن و دستکاری زیرطول‌موج‌های آکوستیک و امواج الاستیک بسیار دشوار هستند. با این حال اگر بتوان این متدها را به نحوی اجرا کرد در آنصورت پتانسیل کاربردی بزرگی به وجود خواهد آمد. گروه ما موفق به ابداع مادهای شده است که اگر در ساخت ادوات جدید به کار رود، می‌تواند قابلیت حس کردن و تشخیص امواج صوتی و الاستیک را داشته باشد. با تغییر دادن و دستکاری مطلوب این امواج می‌توانیم موادی بسازیم که در خدمت جامعه و به نفع مردم باشند. فرصت‌هایی که این مواد می‌توانند ایجاد کنند از بهبود تصویربرداری پزشکی گرفته تا پیشرفت‌های نظامی از جمله پوشش اختفای الاستیک، واقعا بی‌پایان هستند.»
پژوهشگران در گذشته از ترکیب موادی چون لاستیک و فلز برای خم کردن و کنترل موثر امواج استفاده می‌کردند. هوانگ و گروهش مادهای طراحی کردند که تنها از یک ماده (فولاد) تشکیل شده است و مادهای که ساختارش مهندسی شده باشد دارای قابلیت کنترل کردن افزایش امواج الاستیک یا آکوستیکی خواهد بود. بهبود سیگنال‌های پهن‌باند و ادوات تصویربرداری می‌تواند از دیگر قابلیت‌های این ماده باشد.
این فراماده جدید با ایجاد میکروساختار‌های کایرال یا هندسی که نسبت به تصویر آینه‌شان نامتقارن هستند و توسط حکاکی لیزر روی یک ورقه فولادی ساخته شده است. این اولین بار است که چنین مادهای از یک محیط منفرد ساخته می‌شود. هوانگ و گروهش قصد معرفی عناصری را دارند که می‌توانند توسط این ماده کنترل کنند تا به این صورت مفید بودن ماده جدیدشان را برای زمینه‌ها و کاربردهای مختلف به اثبات برسانند.
یک مولکول دست‌سان یا کایرال، نوعی از مولکول است که تصویر آینه‌ای انطباق ناپذیر بر خود دارد. حضور یک اتم کربن نامتقارن، غالبا سبب ایجاد دست‌سانی در مولکول‌ها می‌شود. دو تصویر آینه‌ای مربوط به یک مولکول دست‌سان، انانتیومر یا ایزومرهای نوری خوانده می‌شوند و هر جفت از ایزومرهای نوری، غالبا به عنوان «راست دست» یا «چپ دست» نامگذاری می‌شوند. دست سانی مولکولی از گذشته به دلیل کاربردهای بسیاری در شیمی فضایی، در قالب شیمی معدنی، شیمی آلی، شیمی فیزیک، بیوشیمی و شیمی فراذره‌ای دارای اهمیت بسیاری بوده است.
هوانگ می‌گوید: «در حالت اصلی ماده، فلز مادهای منفعل است به این معنی که برای ایجاد خاصیت کنترل‌کنندگی امواج الاستیکی که به سمت آن ارسال می‌شود نیازمند اعمال عناصر دیگری به آن هستیم. هدف ما این است که ماده ابداع شده را به وسیله مواد هوشمند مجتمع‌کننده دیگری مانند میکروتراشه‌های قابل کنترل فعال‌تر کنیم. در آن صورت قادر خواهیم بود ماده را به طور موثر نسبت به هر نوع صدای الاستیک یا فرکانس موج الاستیک تنظیم کنیم و پاسخهای مورد نظرمان را تولید کنیم. یک چنین دستکاری به معنی کنترل کردن واکنش ماده با هر چه که در اطرافش هست می‌باشد.»
هوانگ و گروهش بر این باورند که هرچه در این زمینه تحقیقات بیشتری انجام شود کاربردهای بی‌شمار دیگری برای کنترل امواج الاستیک توسط این ماده ایجاد خواهند شد. حسگرهایی با تفکیک‌پذیری بی‌نظیر، ادوات شنود آکوستیکی و پزشکی و هم‌چنین ابرلنزهایی که موجب ارتقای فوق‌تصویربرداری خواهند شد، همه با قابلیت تمرکز مستقیم بر امواج الاستیک توسط این ماده ساخته خواهند شد.
No tags for this post.
