..Но не только: учёные надеются также на контроль над ударными волнами от взрывов.

Группа учёных под руководством Николаса Фанга (Nicholas Fang) из Массачусетского технологического института (США) представила способ контроля распространения звуковых волн, суть которого в создании двухмерных массивов микрозёрен на плоской поверхности.

Рис. 1. Двумерный массив микросфер, прикреплённых к подложке. (Здесь и ниже иллюстрации Tian Gan).

Исследования различных свойств частиц малого размера, выстроенных в определённом порядке, на подъёме. Но основная часть работ касается частиц размера песчинок — порядка миллиметра в диаметре. В данном же случае учёных интересовало нечто более миниатюрное — микрометровые частицы, уложенные в один слой и предназначенные для направления в нужную сторону и последующего замедления поверхностных звуковых волн.

Звуковые поверхностные волны широко применимы в электронных устройствах — взять хотя бы мобильные телефоны. Там они, по словам г-на Фанга, служат «часами», задающими сигнал одной частоты для синхронизации различных микросхем или частей одной микросхемы.

Правда, сегодняшние генераторы тактовой частоты на звуковых поверхностных волнах сравнительно громоздки и технических являются отдельными от микросхемы устройствами.

Используя двумерные структуры из микрометровых частиц, исследователи надеются уменьшить общий размер таких генераторов вшестеро. И хотя пока они создали лишь первые устройства такого рода, технически у них получилось уложиться в заданные ограничения по габаритам, так что для изделий, функционально аналогичных серийным генераторам, сокращение размера должно соответствовать расчётному.

Рис. 2. Схема отражения и гашения поверхностных акустических волн.

Более того, похожий подход может пригодиться и за пределами электроники. Такие волны сходны с ударной волной при взрыве. При ударе по поверхности двумерного материала под заданным углом значительная часть энергии взрывной волны может быть превращена в поверхностные волны и при этом уведена 2D-структурой из микрочастиц вдоль поверхности без проникновения таких волн внутрь.

Многослойная структура из таких слоёв способна в существенной мере защитить от взрыва при сравнительно небольшой массе — возможно, даже в носимых средствах индивидуальной защиты, хотя подобное применение, разумеется, потребует тщательной дополнительной проработки.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Physical Review Letters.