Физики используют зернистый 2D-материал для замедления акустических волн
В некоторых обстоятельствах сыпучие материалы, такие как песок, могут рассматриваться как кристаллы с плотными рядами зерен, имитирующих атомы кристаллической решетки. Сотрудники MIT смогли извлечь практическую пользу из такого подобия, используя двумерные массивы микрозерен в качестве проводников для акустических волн.
Это достижение, по заявлению его авторов, обеспечивает новый способ контроля частот в электронных устройствах, таких как сотовые телефоны. Кроме того, свойство замедлять и перенаправлять акустические волны может найти применение в стационарных и носимых средствах защиты от поражения взрывной волной.
Изучение поведения зернистых материалов, как отмечается в статье, вышедшей в Physical Review Letters, быстро становится активным полем исследований. Большинство работ в этом направлении, все же, сосредоточены на частицах габаритами около миллиметра. Физики MIT одними из первых занялись экспериментами с сыпучими средами, характерный размер зерен в которых примерно в тысячу раз меньше (около одного микрометра). Такое изменение масштаба детализации обусловливает качественно новые свойства материала.
В описанных в статье экспериментах, идеи, ранние реализованные в управлении световыми волнами с помощью фотонных кристаллов, были перенесены на звуковые (поверхностные акустические, ПАВ) волны и одиночный слой микросфер, замедляющий и направляющих их.
ПАВ широко применяются в электронной технике, обеспечивая синхронизацию работы разных микросхем или частей одного чипа. Современные колебательные контуры и линии задержки для ПАВ довольно габаритны, применение же 2D-гранулярных материалов, по мнению участников исследования, позволит без ущерба для функциональности уменьшить их примерно в шесть раз. Кроме того, двумерность такого решения удобна технологически, поскольку волноводы и линии задержки можно размещать непосредственно на чипе вместе с требующимися контрольными схемами и прочими компонентами. Все это позволит в перспективе создавать еще более компактные и миниатюрные продукты мобильной электроники.