Japoński zespół technologiczny zademonstrował zjawisko ultradźwiękowej lewitacji obiektów, które po raz pierwszy uniesiono w trójwymiarowej przestrzeni. Oznacza to, że oprócz podnoszenia przedmiotów falami dźwiękowymi, obecnie możliwe jest także przemieszczanie ich w dowolnym kierunku. Odkrycie najprawdopodobniej znajdzie zastosowanie w laboratoriach, gdzie pomoże tworzyć leki i inne substancje wymagające sterylnych warunków.
REKLAMA
Różne rodzaje lewitacji
Istnieje co najmniej kilka metod lewitacji – w tym technika wykorzystująca siłę elektrostatyczną, magnetyzm i światło. Jednak każda z tych metod ma swoje wady. Za pomocą światła, na przykład, można manipulować wyłącznie niewielką materią (liczącą do 50 mikronów, czyli tyle, co ludzka komórka), podczas gdy lewitacja magnetyczna wymaga materiałów o szczególnych właściwościach.
Istnieje co najmniej kilka metod lewitacji – w tym technika wykorzystująca siłę elektrostatyczną, magnetyzm i światło. Jednak każda z tych metod ma swoje wady. Za pomocą światła, na przykład, można manipulować wyłącznie niewielką materią (liczącą do 50 mikronów, czyli tyle, co ludzka komórka), podczas gdy lewitacja magnetyczna wymaga materiałów o szczególnych właściwościach.
Z drugiej strony, fale dźwiękowe mogą unosić większe obiekty niezależnie od ich właściwości. Jedynym ograniczeniem jest średnica przedmiotu, która nie może być większa niż połowa długości fali dźwiękowej. W ten sposób, podczas gdy działanie takie byłoby niemożliwe w przypadku lewitacji magnetycznej czy opartej na sile wyporu, dzięki lewitacji akustycznej zespół naukowców japońskich bez problemu uniósł wykałaczkę. To samo podejście teoretycznie mogłoby zadziałać także w przypadku człowieka, jednak na obecnym etapie rozwoju technologii najprawdopodobniej skończyłby on eksperyment krwotokiem wewnętrznym lub śmiercią.
Zalety lewitacji akustycznej
Lewitacja akustyczna została ukazana po raz pierwszy w latach 40. XX wieku i od tamtej pory przeżywała swoje wzloty i upadki, odradzając się dopiero w ostatniej dekadzie wraz z potężniejszą elektroniką. Tymczasem zespół pod przewodnictwem Yoichi Ochiai z Uniwersytetu w Tokio, przemieszczając w trójwymiarowej przestrzeni przedmioty za pomocą 285 emitujących dźwięk przetworników, wprowadził lewitację akustyczną na nowy poziom.
Lewitacja akustyczna została ukazana po raz pierwszy w latach 40. XX wieku i od tamtej pory przeżywała swoje wzloty i upadki, odradzając się dopiero w ostatniej dekadzie wraz z potężniejszą elektroniką. Tymczasem zespół pod przewodnictwem Yoichi Ochiai z Uniwersytetu w Tokio, przemieszczając w trójwymiarowej przestrzeni przedmioty za pomocą 285 emitujących dźwięk przetworników, wprowadził lewitację akustyczną na nowy poziom.
Jak podaje ekspert ds. lewitacji akustycznej Rick Weber, jest to istotny postęp, niosący wiele nowych możliwości. Zademonstrowanie trójwymiarowej lewitacji akustycznej nastąpiło około rok po ukazaniu przez szwajcarskich naukowców lewitacji dwuwymiarowej, co pokazuje, jak szybko rozwija się ta dziedzina nauki.
Mechanizm unoszenia przedmiotów dźwiękiem
Koraliki, elementy elektroniczne, zapałki, śrubki i krople alkoholu to tylko niektóre z przedmiotów, które udało się unieść badaczom z Uniwersytetu w Tokio. Podczas serii eksperymentów w specjalnej komorze lewitacyjnej przenosili oni obiekty w kierunkach prawo ‒ lewo, tył ‒ przód i góra ‒ dół. Fale ultradźwiękowe generowane przez głośniki były zbyt wysokie dla ucha ludzkiego, dlatego też nie były słyszalne. Zmieniając siłę fali dźwiękowych emitowanych w zsynchronizowany sposób, japońscy specjaliści byli w stanie dowolnie kierować obiektami. Unoszące się przedmioty były napędzane wyłącznie mocą dźwięku.
Koraliki, elementy elektroniczne, zapałki, śrubki i krople alkoholu to tylko niektóre z przedmiotów, które udało się unieść badaczom z Uniwersytetu w Tokio. Podczas serii eksperymentów w specjalnej komorze lewitacyjnej przenosili oni obiekty w kierunkach prawo ‒ lewo, tył ‒ przód i góra ‒ dół. Fale ultradźwiękowe generowane przez głośniki były zbyt wysokie dla ucha ludzkiego, dlatego też nie były słyszalne. Zmieniając siłę fali dźwiękowych emitowanych w zsynchronizowany sposób, japońscy specjaliści byli w stanie dowolnie kierować obiektami. Unoszące się przedmioty były napędzane wyłącznie mocą dźwięku.
Przetworniki stworzyły siatkę złożoną z punktów umieszczonych w przestrzeni, w której fale dźwiękowe łączyły się i wzmacniały wzajemnie w celu utworzenia siły służącej unoszeniu przedmiotów. Urządzenie stworzyło warunki, dzięki którym obiekty wydawały się unosić w powietrzu bez jakiegokolwiek wsparcia. Użycie większej liczby przetworników i stosunkowo prostego systemu kontrolnego, kierowanego przez nowoczesny komputer, pozwoliło na przenoszenie przedmiotów w przestrzeni trójwymiarowej – mówi Weber.
Zastosowane trójwymiarowej lewitacji akustycznej
Jak zaznacza Weber, technologia najprawdopodobniej odnajdzie zastosowanie w laboratoriach, a dokładniej w testach nad ultraczystymi związkami farmaceutycznymi i kryształami. Umożliwi ona analizę płynów zawieszonych w powietrzu, eliminując konieczność użycia pojemników, które mogą powodować krystalizację lub wprowadzać zanieczyszczenia zakłócające badania.
Jak zaznacza Weber, technologia najprawdopodobniej odnajdzie zastosowanie w laboratoriach, a dokładniej w testach nad ultraczystymi związkami farmaceutycznymi i kryształami. Umożliwi ona analizę płynów zawieszonych w powietrzu, eliminując konieczność użycia pojemników, które mogą powodować krystalizację lub wprowadzać zanieczyszczenia zakłócające badania.
Jednak naukowcy japońscy mają na uwadze także inne zastosowanie tej innowacyjnej technologii, a mianowicie statki kosmiczne. Autorzy badania zaznaczają, że rozwinięcie metody pozwalającej na lewitację w warunkach grawitacji sugeruje możliwość opracowania technologii sterowania obiektami w stanie nieważkości.
Nie przegap żadnej ważnej wiadomości i obserwuj nas w Google News!