新方法利用超聲波進(jìn)入封閉的金屬空間

水下管道和封閉的核容器內(nèi)部一直無法進(jìn)入，直到最近。賓夕法尼亞州立大學(xué)工程學(xué)院聲學(xué)研究人員開發(fā)了一種方法，利用超聲波通過金屬壁傳遞能量和傳輸通信。 ?',}?{"c
他們在《應(yīng)用物理評論》上發(fā)表了他們的創(chuàng)新成果，這是一種以支柱為基礎(chǔ)的聲學(xué)超材料，在超聲頻率范圍內(nèi)工作。據(jù)研究人員稱，這項工作可能對太空研究產(chǎn)生影響。 0JOju$Bl,
聲學(xué)和生物醫(yī)學(xué)工程教授、該論文的通訊作者云靜說：“如果你想為管道等金屬外殼內(nèi)的溫度傳感器等設(shè)備供電，超聲波可以將能量傳遞給設(shè)備。但之前，這些波無法穿過會阻擋聲音的金屬屏障，除非換能器與屏障直接接觸。” |=OpzCs

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研究人員創(chuàng)造了一種基于柱子的超材料：一系列微小的圓柱形柱子，放置在金屬板上作為諧振器，通過振動或振蕩產(chǎn)生聲共振。
當(dāng)超材料位于換能器發(fā)射器和接收器之間時，它大大提高了通過金屬屏障的超聲波功率傳輸速率，而不需要換能器和屏障之間的直接接觸。以前，微弱的超聲波可以通過金屬，但它們?nèi)狈ψ銐虻哪芰縼頌閭鞲衅鞴╇娀蛲ㄟ^金屬傳遞信息。
第一作者Jun Ji說：“這種聲學(xué)超材料設(shè)計成柱狀，一端窄，一端寬，就像聲學(xué)諧振器。這種超材料的形狀允許通過金屬屏障無線傳輸和接收超聲波”。他最近在賓夕法尼亞州立大學(xué)獲得了聲學(xué)博士學(xué)位。

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左起，來自賓夕法尼亞州立大學(xué)聲學(xué)研究生項目的Jiaxin Zhong、Mourad Oudich、Yun Jing和Hyeonu Heo站在超聲波實驗室設(shè)備旁。他們開發(fā)了一種通過超聲波在金屬墻內(nèi)傳遞能量和傳輸通信的方法。

研究人員在兩個實驗中測試了超材料樣品的功能。在第一個實驗中，他們使用超聲波發(fā)射器和接收器通過金屬板和超材料無線傳輸電力，成功地為另一側(cè)的LED燈供電。這證實了超材料通過金屬墻傳輸電力的能力。