直到最近，水下管道和封闭的核容器的内部仍然无法进入。宾夕法尼亚州立大学工程学院的声学研究人员开发出了一种利用超声波通过金属墙传递能量和传输通信的方法。

他们在《应用物理评论》上发表了他们的创新成果，即一种在超声波频率范围内工作的基于柱的声学超材料。研究人员表示，这项工作可能会对太空研究产生影响。

“如果你想为管道等金属外壳内的设备(例如温度传感器)供电，超声波可以将能量传输到该设备，”该论文的通讯作者、声学和生物医学工程教授 Yun Jing 说道。 。“但以前，波无法穿过阻挡声音的金属屏障，除非换能器与屏障直接接触。”

研究人员创建了一种基于柱的超材料：位于金属板上的一系列微小圆柱形柱，充当谐振器，通过振动或振荡产生声共振。

当超材料位于换能器和接收器之间时，它可以显着提高穿过金属屏障的超声波功率传输速率，而不需要换能器和屏障之间直接接触。以前，微弱的超声波可以穿过金属，但它们缺乏足够的能量来为传感器供电或穿过金属传递信息。

“声学超材料的一端较窄，一端较宽，就像一根柱子，它的设计就像一个声学谐振器，”第一作者 Jun Ji 说，他最近从宾夕法尼亚州立大学获得了声学博士学位。“超材料的形状允许通过金属屏障传输和接收超声波。”