Investigadores de la Universidad de Washington en St. Louis inventaron recientemente una técnica para generar ondas de ultrasonido que pueden autodoblarse, como el arcoíris.

Los haces de aire son una clase de ondas acústicas que se mueven en una trayectoria curva similar a un arco y pueden enfocarse automáticamente alrededor de los obstáculos que están directamente en el camino del haz, lo que los hace muy adecuados para aplicaciones de ultrasonido en imágenes biomédicas, terapia, no destructivas. pruebas y manipulación de partículas.

Sin embargo, generar haces de Airy en el agua requiere un equipo grande y costoso, lo que ha limitado sus amplias aplicaciones en ultrasonido.

Hong Chen, profesora asociada de ingeniería biomédica en la Escuela de Ingeniería McKelvey y de oncología radioterápica en la Escuela de Medicina de WashU, y los miembros de su Laboratorio de Ultrasonido diseñaron e imprimieron en 3D una herramienta flexible y versátil conocida como metasuperficies acústicas binarias habilitadas con haz de Airy ( AB-BAM) para la manipulación de haces de ultrasonido. Luego demostraron la capacidad de AB-BAM en el agua. Informaron sus hallazgos el 22 de julio en Physical Review Applied .

Según Zhongtao Hu, investigador asociado posdoctoral y primer autor del artículo, su equipo es el primero en desarrollar los AB-BAM impresos en 3D para generar con éxito haces Airy para el enfoque por ultrasonido.

"Los haces de aire son únicos porque podemos ajustar el tamaño de la región focal", dijo. "Estos AB-BAM impresos en 3D se pueden utilizar en amplias aplicaciones, incluida la ablación de tumores mediada por ultrasonido o la administración de fármacos".

Sus AB-BAM impresos en 3D permiten una manipulación flexible y versátil del haz de ultrasonido, incluido un haz orientable, sintonizable y bien enfocado, que es útil para diversas aplicaciones de ultrasonido.

Por ejemplo, la terapia de ultrasonido enfocado de alta intensidad (HIFU) requiere un haz corto que pueda generar calor intenso en un solo punto para destruir un tumor canceroso sin dañar el tejido sano cercano. Por otro lado, las imágenes de ultrasonido regulares que se utilizan para diagnosticar enfermedades requieren un haz con dimensiones focales laterales estrechas para mejorar la resolución.

Además de Chen y Hu, otros miembros del equipo de investigación incluyen a los estudiantes graduados de WashU, Yaoheng Yang y Lu Xu, así como a Yun Jing, miembro de la facultad en el programa de posgrado en acústica de la Universidad Estatal de Pensilvania. + Explora más

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