Исследователи из Франции и Германии предлагают структуру трубчатого фононного кристалла, предназначенного для определения биохимических и физических свойств жидкости, заполняющей трубку.Фононные кристаллы — это слоистые материалы, особенно интересные тем, что в них могут возникать так называемые «запрещенные зоны» — промежуток энергии, которой электрон обладать не может. Раньше их исследовали только в воздухе. В воде же они раскрылись наиболее интересно и потенциально могут улучшить системы зондирования поверхностей. «В зависимости от размера устройство может использоваться в малых масштабах, в микрожидкостных приложениях, в средних масштабах, в медицине для шприцев или в большем масштабе, в гражданском строительстве для прокладки газа в трубопроводах», — рассказал автор исследования Ян Пеннек.
Фононные кристаллы известны своей способностью направлять, контролировать и манипулировать акустическими и упругими волнами. Эта способность контролировать распространение упругих волн открыла широкую область применения в зависимости от целевой частоты.
Исследователи исследовали структуру трубчатого фононного кристалла с периодической структурой внутри трубы. Чтобы показать, какие запрёщенные зоны будут у такой смешанной двухфазной системы (твердое тело/жидкость), в трубку ввели резонатор Фабри-Перо.
Было показано, что эти «пики» и «провалы» чувствительны к характеристикам среды, протекающей внутри трубы, а именно к плотности и скорости звука. К изменениям массовой плотности система оказалась более чувствительна, чем к скорости звука. Это можно использовать для зондирования на границе размера фаз.
Исследование опубликовано в журнале Journal of Applied Physics.Источник |
|
