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Cientistas do Japão mostram um método de mover objetos com ondas sonoras

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Uma equipe de pesquisa da University of Tokyo Metropolitan University demonstrou uma nova tecnologia, graças à qual é possível mover pequenos objetos usando ondas sonoras.

Foto mostrando a captura de uma partícula em um palco rígido. (a) Posição inicial (b) subida bem-sucedida (c) - (f) movimento para cima.
Foto mostrando a captura de uma partícula em um palco rígido. (a) Posição inicial (b) subida bem-sucedida (c) - (f) movimento para cima.
Foto mostrando a captura de uma partícula em um palco rígido. (a) Posição inicial (b) subida bem-sucedida (c) - (f) movimento para cima.

Novo método e qual é a sua essência

Os engenheiros japoneses decidiram usar a chamada matriz hemisférica de transdutores ultrassônicos, com os quais foram criados campos acústicos tridimensionais, que não apenas seguraram, mas também levantaram uma pequena bola de poliestireno com um mesmo playgrounds.

Esta abordagem é em muitos aspectos semelhante a uma armadilha de laser, exceto que a versão acústica pode ser adaptada a uma gama muito mais ampla de partículas e materiais.

(a) Levitação com matrizes de transdutores hemisféricos (b) transdutores de montagem em uma matriz de 120 mm de diâmetro. (c) A distribuição da pressão acústica relativa na seção transversal vertical, calculada por simulação numérica baseada em acústica geométrica quando uma partícula é capturada no centro de uma rede hemisférica
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(a) Levitação com matrizes de transdutores hemisféricos (b) transdutores de montagem em uma matriz de 120 mm de diâmetro. (c) A distribuição da pressão acústica relativa na seção transversal vertical, calculada por simulação numérica baseada em acústica geométrica quando uma partícula é capturada no centro de uma rede hemisférica
Para referência. Por vários anos, os cientistas têm usado ativamente fluxos de luz para mover objetos em miniatura. E, de fato, parte do Prêmio Nobel, que foi concedido a A. Eshkin, acaba de emitir para conquistas no campo das pinças ópticas, um dispositivo que é capaz de transportar partículas por meio do uso de luz laser.

Os cientistas decidiram desenvolver ainda mais essa tecnologia e, depois de um tempo, os engenheiros japoneses demonstraram uma armadilha acústica (uma tecnologia alternativa) que usa som. Uma vez que podem ser usados ​​em uma ampla gama de objetos e materiais.

No decorrer de experimentos em laboratório, os cientistas conseguiram manipular partículas tão pequenas quanto um milímetro.

Características técnicas do arranjo hemisférico proposto. Dividimos a matriz em oito blocos e invertemos a polaridade da metade dos transdutores de cada bloco da matriz.
Características técnicas do arranjo hemisférico proposto. Dividimos a matriz em oito blocos e invertemos a polaridade da metade dos transdutores de cada bloco da matriz.

Apesar do claro sucesso, os cientistas enfatizam que enfrentaram uma ampla gama de desafios técnicos. Então, em particular, era bastante problemático para os cientistas controlar uma grande variedade de transdutores ultrassônicos em tempo real e criar som campos para transporte de objetos, que estão localizados bem longe dos transdutores, bem como perto de superfícies que refletem perfeitamente o som ondas.

Portanto, no decorrer de vários experimentos, os cientistas de Tóquio conseguiram criar uma abordagem totalmente única para o transporte de partículas.

Para fazer isso, os cientistas tiveram que dividir a matriz em blocos separados facilmente controláveis ​​e aplicar um filtro inverso, graças ao qual eles conseguiram encontrar a amplitude e a fase ideais para o controle e, assim, formar uma única armadilha a uma certa distância deles conversores.

Claro, a tecnologia ainda está muito longe de qualquer uso comercial, mas a própria possibilidade de gerenciamento de objetos devido ao uso de ondas sonoras, parece bastante promissor e pode ser usado em uma variedade de áreas indústria.

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