Si tratta di lenti acustiche non lineari per la produzione di impulsi sonori compatti che potranno essere usate per la realizzazione di bisturi non invasivi di precisione nel trattamento dei tumori in ipertermia. Sono riusciti a crearle un gruppo di ricercatori del California Institute of Technology di Pasadena diretti dagli italiani Alessandro Spadoni e Chiara Daraio, che firmano un articolo in merito sull'ultimo numero dei Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Il prototipo della nuova macchina prevede un sistema di lenti non lineari che concentrano il suono in impulsi ad alta energia. Il meccanismo è composto da 441 sfere di acciaio di piccole dimensioni disposte in 21 catene parallele. Poiché il suono si muove più velocemente attraverso gli oggetti solidi che attraverso l'aria, la velocità con cui viaggiano gli impulsi acustici attraverso le catene dipende da quanto le sfere vengono strette tra di loro: variando la compressione delle catene possono essere controllate infatti l'ampiezza, la dimensione e la localizzazione degli impulsi sonori.

In particolare la catena di particelle che costituiscono le lenti permette di trasformare un segnale acustico incidente su di esse sia in un singolo impulso sia in un treno di impulsi sintonizzabile agendo sulla catena in modo meccanico. La velocità di fase all'interno della lente può essere regolata modificando la precompressione statica di ciascuna catena, mentre la lunghezza d'onda è determinata dalle dimensioni delle particelle. Queste caratteristiche consentono di focalizzare le onde trasmesse in un solido o in un liquido e di generare veri e propri "proiettili sonori" che riescono a mantenere la propria forma compatta nel mezzo attraversato per un tragitto di discreta lunghezza.

"Le lenti acustiche non lineari come quelle che abbiamo ideato dimostrano di avere impatto in una vasta gamma di dispositivi biomedicali, e potranno essere usate per la realizzazione di bisturi non invasivi di precisione per il trattamento dei tumori in ipertermia".

Oltre alle applicazioni come bisturi sonico e nell'imaging medicale, queste lenti acustiche si prestano a un'ampia gamma di ulteriori applicazioni, dalla rilevazione di danni all'interno di materiali fino ai sistemi di difesa.