Fiziķi ir izstrādājuši jaunu veidu, kā levitēt objektus, izmantojot tikai skaņu

Objekta levitēšana (l) un masīva shēma. (Kondo un Okubo, JJAP, 2021)

Jaunizstrādāta metode, kā levitēt un manipulēt ar sīkiem objektiem, izmantojot skaņas viļņus, varētu būt nozīmīgs solis uz priekšu tehnoloģijai.

Japānas inženieri ir izdomājuši, kā, izmantojot akustisko levitāciju, pacelt objektus no atstarojošām virsmām. Lai gan viņi vēl nevar to izdarīt uzticami, avanss varētu palīdzēt pilnībā izmantot manipulācijas ar fiziskiem objektiem, izmantojot tikai skaņu.

Biomedicīnas inženierija, nanotehnoloģijas un farmaceitisko līdzekļu izstrāde ir dažas no jomām, kurās manipulēšana ar objektiem, tiem nepieskaroties, ir potenciāli patiešām noderīga. Mēs jau to varam izdarīt ar tehnoloģiju, ko sauc optiskās pincetes , kas izmanto lāzerus, lai radītu pietiekamu radiācijas spiedienu, lai levitētu un pārvietotu ārkārtīgi mazas daļiņas.



Akustisks pincetes - kur ar skaņas viļņiem radīto spiedienu var izmantot daļiņu pārvietošanai - var būt vēl jaudīgāks instruments. Tos varētu izmantot, lai manipulētu ar plašāku materiālu klāstu, bet lielākos izmēros - līdz milimetru skalai.

Tomēr, neskatoties uz to, ka tie pirmo reizi tika atklāti 1980. gados, ir būtiski ierobežojumi traucē akustisko pinceti plaši izmantot praksē. Lai sāktu, jums ir nepieciešams uzticams 'slazds', kas sastāv no skaņas viļņiem.

Skaņas slazdu izveidošanai var izmantot puslodes formas akustisko devēju blokus, taču to kontrole reāllaikā ir sarežģīta, jo jums ir jāizveido tieši pareizais skaņas lauks, lai paceltu objektu un pārvietotu to tālu no devējiem.

Tas kļūst vēl sarežģītāk, ja ir virsma, kas atstaro skaņu, jo tas var sarežģīt skaņas lauku.

Inženieri Šota Kondo un Kans Okubo no Tokijas Metropolitēna universitātes Japānā ir izdomājuši, kā izveidot puslodes akustisko masīvu, kas spēj pacelt 3 milimetru polistirola lodi no atstarojošas virsmas.

'Mēs piedāvājam daudzkanālu puslodes formas ultraskaņas devēju bloku bezkontakta uztveršanai uz stingras skatuves ar atstarošanu.' viņi rakstīja savā avīzē .

Katra kanāla fāze un amplitūda tiek optimizēta, izmantojot skaņas reproducēšanas metodi. Tas rada akustisku slazdu tikai vēlamajā pozīcijā, un tādējādi uztveršanu var realizēt uz stingras skatuves. Cik mums ir zināms, šis ir pirmais pētījums, kas demonstrē bezkontakta paņemšanu, izmantojot šo pieeju.

Viņu tehnika balstās uz devēju masīva sadalīšanu blokos, kas ir vieglāk pārvaldāmi nekā mēģinājums kontrolēt devējus atsevišķi. Pēc tam viņi izmantoja an apgrieztais filtrs lai reproducētu skaņas, pamatojoties uz akustisko viļņu formu. Tas palīdz optimizēt katra devēja kanāla fāzi un amplitūdu, lai radītu vēlamo akustisko lauku.

Trīsdimensiju simulācijas parādīja, kā un kur lauks tika ģenerēts, izmantojot šīs metodes.

Pēc tam šo lauku var pārvietot, kas, protams, pārvietojas arī ap tajā iesprostoto daļiņu. Izmantojot šo masīvu, pētnieki varēja paņemt putupolistirolu no spoguļa virsmas, bet neuzticami - dažreiz bumba izkliedējās prom no akustiskā spiediena, nevis kļuva iesprostoti.

Tomēr darbs ir solis uz priekšu, jo bezkontakta uztveršana no atstarojošas virsmas nekad iepriekš nebija veikta. Šāda rīcība – pat neuzticama – parāda, kā virzīties uz priekšu.

'Turpmākajos pētījumos' pētnieki rakstīja , “Ierosinātās metodes noturība tiks uzlabota, lai praktiski izmantotu bezkontakta savācēju”.

Pētījums ir publicēts Japānas lietišķās fizikas žurnāls .

Populārākas Kategorijas: Neklasificēts , Fizika , Dabu , Vidi , Daba , Cilvēkiem , Veselība , Skaidrotājs , Tech , Telpa ,

Par Mums

Neatkarīgu, Pārbaudītu Faktu Publicēšana Par Veselību, Telpu, Dabu, Tehnoloģijām Un Vidi.