• Главная
  • Наука
  • Космос
  • Голографический акустический пинцет: инженеры научились с помощью звука левитировать частицы


Голографический акустический пинцет: инженеры научились с помощью звука левитировать частицы

Голографический акустический пинцет: инженеры научились с помощью звука левитировать частицы

Акустическая левитация была придумана давно; не так-то сложно понять, что с помощью давления звуковых волн можно левитировать маленькие частицы. Но вот управлять частицами и перемещать их в пространстве с помощью акустики — это нечто новое.

Пара инженеров-механиков из Испании и Великобритании — Азиер Марцо (Asier Marzo) и Брюс Дринкуотер (Bruce Drinkwater) — придумали акустическое левитационное устройство, которое способно передвигать одновременно сразу несколько частиц, причем в разных направлениях.

Голографический акустический пинцет: инженеры научились с помощью звука левитировать частицы
(Marzo and Drinkwater/PNAS)

Голографический акустический пинцет (holographic acoustic tweezers), так команда назвала новое устройство, может очень пригодиться в фармацевтике, где акустическая левитация применяется для бесконтейнерной обработки.

Метод основан на голографическом оптическом пинцете (holographic optical tweezers). Там с помощью лазеров в воздухе создаются условия для захвата частицы. Но не на всех материалах и не во всех случаях можно использовать лазеры, да и с их помощью управлять можно только частицами микронного размера. Акустический пинцет решает эти проблемы.

Голографический акустический пинцет состоит из двух сеток по 256 колонок. Диаметр каждой из колонок— около 1 сантиметра. Сетки расположены лицом друг к другу на расстоянии примерно 23 сантиметров. Их частота — 40 килогерц, это выше способностей человеческого уха (мы слышим звуки от 64 герц до 23 килогерц), но вот собакам и кошкам может быть некомфортно.

На большой громкости колонки создают сильное акустическое давление, которое позволяет левитировать до 25 отдельных частиц. Сложная решетка звуковых волн может двигать и захватывать частицы, управляя ими с помощью сил волн от колонок.

Команда продемонстрировала технологию в двух и трех измерениях. В качестве “частиц” использовались шарики полистирола, то бишь пенопласта.

Звуковые волны не вредят человеку, но способны проходить через наши тела. И они намного более энергодоступны по сравнению с лазерами. Новая технология может использоваться для передвижения объектов внутри тела.

Сейчас команда работает над движением частиц под водой. Они надеются достигнуть этой цели в следующем году.

 — 

Работа была опубликована в журнале PNAS.


Следующее: Что же было до Большого взрыва?

Предыдущее: Откуда берется шум в ушах?



Поделиться!