摘要：你敢信吗？美国纽约市立大学研究生中心的科学家们，就靠“扭一扭”这个简单动作，搞出了能掌控声波和振动的新技术。

你敢信吗？美国纽约市立大学研究生中心的科学家们，就靠“扭一扭”这个简单动作，搞出了能掌控声波和振动的新技术。

这技术叫“扭转弹性学”，还发在了《美国国家科学院院刊》上，就是那个业内认可度超高的PNAS。

本来想这技术肯定得靠复杂电路或者超大机器，后来发现核心居然是两块带小柱子的薄片，转个小角度就行，这思路真有点出人意料。

这技术的灵感不是凭空来的，是从电子学里的“扭转电子学”借鉴的。

之前MIT的团队就靠扭转双层石墨烯，改变了电子的运动方式，还上了《科学》的年度突破。

现在CUNY的科学家把这招用到了声波上，相当于把“电子玩法”平移到了“机械波领域”。

我觉得这挺有意思的，有时候跨领域借鉴反而能撞出大火花，不是非要在一个领域死磕才叫创新。

这技术的核心是啥？说简单点就是两块“超表面”，表面布满了直径5到10微米小柱子的薄片，差不多是人类头发丝的十分之一细。

把这两块薄片叠一起，转个角度，它们形成的结构就能改变声波的传播方向。

关键还得找到一个“魔角”。

转到这个角度时，声波会变得特别集中，还能精准往指定方向走。

负责研究的安德烈亚・阿卢教授说，就靠扭这一下，能对机械波实现“极端控制”，以后传感、通信都能用。

我一开始没明白“魔角”有啥特别的，后来查了才知道，这其实是两片材料的晶格刚好对上了，声波从“乱跑”变成了“按路线走”，有点像给声波修了条专属高速路。

为了搞成这个事，团队没少下功夫。

理论分析先搞清楚原理，再用计算机软件模拟不同角度的效果，最后用3D打印做出原型来验证。

以前做这种超材料原型，得等好几周，现在光固化3D打印一两天就能搞定。

很显然，技术迭代快了，突破自然也来得早。

而且这材料还不怕制造时的小误差，比如柱子直径差一点，传统材料性能就掉一大截，这技术能把误差影响控制在很小范围，以后批量生产难度也低。

现在最该高兴的，可能是做医学成像和消费电子的人。

先说医学成像，比如超声检查，以前的探头频率固定，对很小的病灶比如早期甲状腺结节，看得就不太清楚。

这技术能调的频率范围广，从1MHz到20MHz都能覆盖，以后医生可能更容易发现小病灶。

我觉得这对普通人来说才是实在好处，毕竟早发现病早治，少遭不少罪。

消费电子领域也能用得上。

你用手机的时候，是不是偶尔会遇到信号干扰，比如5G和WiFi同时开就有点卡？这技术能设计出“振动隔离层”，减少信号之间的互相影响，说不定以后手机信号更稳，续航还能变长点。

更何况，现在手机越做越薄，这技术能往小了做，刚好符合手机微型化的需求。

还有个叫微流体的领域，可能大家不太熟，简单说就是处理特别小的液体droplets，比如精准送药。

以前的设备总因为振动不均匀，导致液滴分裂得不准，误差能有10%。

用这扭转弹性学的技术，误差能降到2%以下，以后给病人送药，剂量能更精准，不会多也不会少。

当然，这技术现在还没完全落地，长远目标是做到芯片那么小。

Intel之前就试过把类似的超材料放进CPU散热模块，证明微型化是可行的。

只不过现在还得解决“怎么驱动这么小的结构扭转”的问题，得做个比1mm³还小的旋转台。

但我觉得这只是时间问题，毕竟原理已经通了，剩下的就是慢慢优化细节。

毫无疑问，现在这“轻轻一扭”还只是实验室里的突破，但往远了想，以后医生查病更精准、手机用着更顺手、甚至药物递送更安全，可能都得靠今天这个看似简单的技术。

有时候科学进步就是这样，不是搞出多宏大的机器，而是在微观层面找到一个巧妙的办法，把复杂问题变简单，这大概就是“扭转弹性学”最让人觉得惊艳的地方吧。

来源：品茗阅法一点号