​«شناورسازی اجسام» با «پرتوهای کششی صوتی»

شناورسازی اجسام با صوت
پرتوهای کششی صوتی با بهره‌گیری از قدرت صوت می‌توانند ذرات را در هوا شناور نگاه‌دارند.

 «شناورسازی مغناطیسی ذرات» تنها بر روی مواد ویژه‌ای قابل انجام است، در حالیکه با بهره از پرتوهای کششی صوتی میتوان بیشتر مواد جامد و مایع را در هوا شناور کرد! 

 

ذره ها پیش از این نیز به یاری صوت در هوا شناور می‌شده‌اند، ولی تنها ذره‌هایی می‌توانستند شناور شوند که کوچکتر از طول موج‌های صوتی بودند. اکنون پژوهشگران دانشگاه بریستول توانسته‌اند برای نخستین بار اشیایی بزرگتر از طول‌موج‌های صوتی را نیز با پرتوهای کششی صوتی شناور سازند.

 

این کشف راه را برای «هدایت کپسولهای داروی فرستاده شده به درون بدن» و همچنین «ساخت میکرو ایمپلنت‌های هدایت‌شونده برای جراحی‌ها» باز می‌کند. 

 

شناورکردن اشیای بزرگتر می‌تواند راه را برای «ترابری اجسام به‌صورت شناور در هوا» نیز باز کند.

 

یکی از کاربردهای دیگر این روش می‌تواند در مونتاژ کردن کالاهای ظریف بدون لمس قطعات آن با دست و یا دستگاه باشد.

 

پژوهشگران پیش از این به این باور رسیده بودند که پرتو کششی صوتی توانایی به‌دام‌انداختن و شناور نگهداشتن اشیای بزرگتر را نخواهد داشت زیرا که همه‌ی تلاش‌ها برای شناورکردن ذره‌های بزرگتر از طول‌موج‌صوتی به خاطر «چرخش خارج از کنترل ذره‌ها» با شکست روبرو شده بود. چرخش میدان صوتی بخشی از حرکت خود را به جسم شناور منتقل می‌کرد و باعث به‌چرخش درآمدن آن می‌شد. این چرخش پیوسته بیشتر و بیشتر میشد تا اینکه جسم از تعادل خارج شده و به بیرون از میدان صوتی پرتاب می‌شد.

 

ولی رویکرد تازه پژوهشگران بر این چالش پیروز شد! در این رویکرد پژوهشگران از حلقه‌های صوتی که همانند گردباد به سرعت در حال چرخش هستند بهره میگیرند. بنابراین هسته‌ی ساکن و خاموشی در مرکز آن شکل میگیرد، درست همانند گردباد،  که لایه‌ای با صدای بلند پیرامون هسته را فراگرفته است. پژوهشگران دریافتند که می‌توان با تغییر جهت چرخش امواج صوتی، کنترل «سرعت چرخش جسم به‌دام‌افتاده در این میدان را» به دست گرفت و آن را پایدار کرد.

 

همچنین میتوان اندازه‌ی هسته‌ی خاموش مرکزی را با دستکاری در چرخش حلقه‌های صوتی بزرگتر کرد و بنابراین اجسام بزرگتری را به دام انداخته و شناور کرد.

 

پژوهشگران توانسته‌اند با همین روش و با بهره‌گیری از امواج اولتراسونیک ۴۰ کیلوهرتز (همانند فرکانس امواجی که خفاش‌ها میشنوند)  یک گوی پلی استایرن ۲ سانتیمتری را در پرتوهای کششی صوتی به دام انداخته و شناور سازند. فیلم این آزمایش را میتوانید از اینجا ببینید: فیلم آزمایش شناورسازی اجسام با صوت

 پژوهشگران میگویند که در آینده میتوان اجسام بزرگتر را نیز با همین روش شناور ساخت.

 

این پژوهش روز دوشنبه ۲۲ ژانویه ۲۰۱۸ در مجله Physical Review Letters چاپ شده است.

لینک منبع خبر:

The world's most powerful acoustic tractor beam could pave the way for levitating humans

۳ بهمن ۱۳۹۶
Eurekalert.org |

اگر این خبر را پسندیدید "خوش خبریم" را به ۲ نفر از دوستانتان معرفی کنید : ارسال این خبر به دوستان

دیدگاه بازدیدکنندگان


تعداد کاراکتر باقیمانده: 500
نظر خود را وارد کنید