Концепция фазированных решёток
Идея фазированных решёток была впервые сформулирована лауреатом Нобелевской премии К. Ф. Брауном. Впоследствии фазированные решётки превратились в мощный механизм для манипуляции волнами. Это особенно актуально в области ультразвука, где массивы, состоящие из ультразвуковых преобразователей, используются в различных приложениях, включая терапевтический ультразвук, тканевую инженерию и манипуляцию частицами.
Однако эти приложения, в отличие от визуализации, требуют ультразвука высокой интенсивности, что усложняет требования к электрическому возбуждению, поскольку каждому каналу необходима своя независимо работающая импульсная схема и усилитель.
Проблема масштабирования
На сегодняшний день не существует масштабируемой методологии для питания и управления фазированными решётками преобразователей. Несмотря на значительные разработки за последние пять десятилетий, которые привели к повышению надёжности и эффективности аппаратного обеспечения, фундаментальная структура многоканальной последовательной архитектуры, используемой для индивидуальной адресации элементов преобразователя, остаётся в основном неизменной.
Новая архитектура
Мы разработали оптоэлектронную архитектуру, которая требует лишь одного усиленного электрического входного сигнала, который затем распространяется и модулируется независимо для каждого элемента преобразователя, устраняя необходимость в отдельных импульсных схемах и усилителях для каждого канала.
Оптимизация ультразвуковых полей
Будущие биомедицинские приложения, использующие структурированные ультразвуковые поля, требуют передачи повышенной акустической мощности в пространственно сложные конфигурации. Для выполнения этих требований необходимо использовать преобразователи с большими апертурами и увеличенным количеством элементов по сравнению с теми, которые обычно используются для визуализации.
В нашей статье, опубликованной в Nature Communications, мы предложили новую архитектуру для электрического возбуждения фазированных решёток с использованием программируемых световых моделей интенсивности.
Исследователи продемонстрировали новый подход к изготовлению, который позволяет изучить более широкий спектр сверхпроводящих материалов для квантового оборудования.
В исследовании, опубликованном в Applied Physics Letters, рассматривается давняя проблема: многие перспективные сверхпроводники, такие как нитриды переходных металлов, карбиды и силициды, трудно превратить в функциональные устройства с помощью традиционных химических методов.
Показывая, что физическое формирование обеспечивает жизнеспособную альтернативу, исследование прокладывает путь к оценке и использованию этих материалов для высокоэффективных квантовых технологий.
Команда под руководством профессора Давуда Шарджерди из Нью-Йоркского университета Тандон продемонстрировала, что один из таких методов, называемый низкоэнергетическим ионно-лучевым травлением (IBE), может быть использован для изготовления высокоэффективных квантовых устройств.
Они подтвердили подход, используя ниобий, хорошо изученный сверхпроводник, и сравнили полученные устройства с современными аналогами, изготовленными с помощью традиционных химических методов, показав сопоставимые характеристики.
Мягкие гели и лосьоны помнят своё прошлое
Если ваш лосьон для рук немного жиже обычного, когда вы достаёте его из бутылки, это может быть связано с «механической памятью» вещества. Мягкие гели и лосьоны изготавливаются путём смешивания ингредиентов до тех пор, пока они не образуют стабильное и однородное вещество. Но даже после того, как гель застыл, он может сохранять «воспоминания», или остаточное напряжение, от процесса смешивания.
Теперь инженер из Массачусетского технологического института разработала простой способ измерения степени остаточного напряжения в мягких материалах после их смешивания и обнаружила, что обычные продукты, такие как гель для волос и крем для бритья, имеют более длительную механическую память, удерживая остаточные напряжения в течение более длительных периодов времени, чем могли предположить производители.
В исследовании, опубликованном в Physical Review Letters, Кристал Оуэнс, постдок в Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института (CSAIL), представляет новый протокол для измерения остаточного напряжения в мягких гелеобразных материалах, используя стандартный настольный реометр.
Применяя этот протокол к повседневным мягким материалам, Оуэнс обнаружила, что если гель изготавливается путём смешивания его в одном направлении, то после стабилизации в стабильное и однородное состояние он фактически сохраняет память о направлении смешивания. Даже через несколько дней гель будет удерживать некоторое внутреннее напряжение, которое, если его высвободить, заставит гель сместиться в направлении, противоположном первоначальному смешиванию, возвращаясь к своему прежнему состоянию.