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METASUPERFICIES PARA EL CONTROL DE ULTRASONIDOS: FORMACION DE HACES, FOCALIZACION, ABSORCION Y DIFUSION

Instituto Universitario de Matemática Pura y Aplicada

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Año de inicio

2023

Organismo financiador

CONSELLERIA DE EDUCACION, UNIVERSIDADES Y EMPLEO

Tipo de proyecto

INV. COMPETITIVA PROYECTOS

Responsable científico

Romero García Vicente

Resumen

METASUP es un proyecto de carácter multidisciplinar de dos años de duración, combinando diferentes conceptos del campo de los metamateriales, de las estructuras periódicas, de los materiales aleatorios y del desorden con correlación, para el diseño de estructuras capaces de controlar la propagación de ondas ultrasónicas con aplicación en el campo de la biomedicina. En este proyecto aplicaremos los conceptos de metamateriales y materiales hyperuniformes para diseñar metasuperficies, o superficies funcionales, que permitan el control bajo demanda de la propagación de ondas acústicas en el rango de los ultrasonidos inmersos en agua. El desarrollo de modelos matemáticos que puedan trabajar con técnicas de optimización para el diseño de dichas metasuperficies, junto con las posibilidades de aplicación en el campo de la biomedicina, constituye una línea de investigación multidisciplinar muy poco explorada y que supone una ruptura de conocimiento si comparamos con respecto a las técnicas existentes. Las estructuras que se desarrollarán en este proyecto se realizan mediante el ensamblaje de varias celdas unidad resonantes, cada una de las cuales presentará diferentes propiedades que, al ensamblar el sistema completo, proporcionarán las propiedades deseadas para cada problema. Cada celda unidad estará formada por dos componentes: una unidad resonante inmersa en un material anfitrión. Una vez diseñadas las celdas unidad, éstas se deben ensamblar para formar el material completo. En función de la aplicación deseada, el ensamblaje se hará siguiendo patrones periódicos, desordenados o hiperuniformes. La amplia experiencia previa del grupo en el diseño de metamateriales, de estructuras periódicas o aleatorias resulta crucial para lograr los objetivos a través del plan de trabajo propuesto. Estos conceptos se aplicarán para el diseño de dispositivos pasivos, finos y de bajo coste, en contraste con los sistemas existentes (activos y de alto coste) que podrían utilizarse para aplicaciones biomédicas.