I risonatori per onde acustiche di superficie (SAW) sono accoppiati con una varietà di filtri nella tecnologia dei chip di controllo della frequenza delle onde di superficie e utilizzati in un’ampia gamma di dispositivi elettronici. Questi filtri SAW devono soddisfare tutti gli standard del settore per l’uso in telefoni cellulari, sistemi di posizionamento globale, ricevitori satellitari digitali e telecomandi con accesso senza chiave, solo per citarne alcuni. I risonatori SAW sono stati utilizzati in applicazioni diverse come terminali wireless per punti vendita, dispositivi wireless per il monitoraggio della pressione dei pneumatici e radio digitali a microonde. Sono stati usati come biomarcatori nel rilevamento di marcatori di malattie e possono persino fiutare la presenza di esplosivi al plastico a distanza.
Un’onda acustica di superficie è un moto ondoso meccanico che viaggia lungo la superficie di un materiale solido e ha sia una componente di taglio verticale che longitudinale che è in grado di accoppiarsi con qualsiasi mezzo in contatto con quella stessa superficie. L’ampiezza e la velocità nascono nell’onda di questo accoppiamento, il che rende i risonatori SAW in grado di rilevare sia le proprietà meccaniche che di massa. Ciò conferisce al risonatore SAW la capacità di alte frequenze oltre i tradizionali risonatori in ceramica e cristallo sul mercato.
Su un substrato piezoelettrico come il quarzo sono posti degli elettrodi metallici trasduttori come ricevitori che possono quindi ricevere un segnale elettrico e convertirlo in un’onda acustica, quindi prendere l’onda acustica e riconvertirla in un segnale elettrico. Questo ciclo di feedback crea un lungo ritardo perché le onde acustiche sono lente e questi ritardi le rendono utili in molti dispositivi, come i radar a compressione di impulsi e i filtri passa-banda per le radio. I risonatori SAW sono utilizzati così ampiamente che ogni giorno ne vengono prodotti milioni nei paesi di tutto il mondo.
Sono stati studiati nuovi sviluppi per l’ulteriore utilizzo dei risonatori SAW come sensori di misurazione della temperatura wireless in condizioni ambientali difficili e isolate. Non necessitano di batterie e richiedono poca calibrazione periodica e poca manutenzione. Questi risonatori possono ricevere e trasmettere in modalità wireless, quindi possono rilevare senza invasione di quadri ad alta potenza e applicazioni smart grid di ogni tipo.
Un’altra possibile strada per l’uso dei risonatori SAW è lo sviluppo di sonde per alimenti wireless per sostituire le sonde per alimenti cablate presenti in molti forni per alimenti commerciali. Ciò potrebbe ridurre la quantità di salmonella, E. coli e agenti patogeni del clostridium che infettano le persone attraverso il cibo poco cotto. Senza il cablaggio necessario per queste sonde cablate, un risonatore SAW potrebbe essere letto e alimentato da un’antenna di interrogazione dall’elettronica incorporata.
Forse la scoperta più interessante è che i risonatori SAW possono eventualmente annusare i marcatori di malattia per il cancro ovarico ed essere utilizzati come dispositivo di test precoce per una forma di cancro che è un killer silenzioso e che non aveva test di preallarme disponibili a partire dal 2011. Ha già è stato stabilito che i risonatori SAW possono fiutare esplosivi al plastico e trinitrotoluene (TNT). Queste qualità possono renderli immensamente utili per la robotica da utilizzare dagli artificieri in situazioni sconosciute e pericolose. Possono quindi essere utilizzati al servizio del salvataggio di vite su due fronti molto difficili da risolvere.