Anonim

Ny akustisk levitationsenhed går ud af justering for at udvide potentielle applikationer

Fysik

Ben Coxworth

7. januar 2015

3 billeder

Universitetet i São Paulo 's ikke-resonans akustiske levitator

Akustiske levitatorer er allerede temmelig spændende enheder, idet de bruger modstående lydbølger til at suspendere små genstande i luften. Nu har forskere fra Brasiliens universitet i São Paulo skabt det, de hævder, er en bedre akustisk levitator. Det er mindre kræsen om den præcise orientering af sine komponenter, hvilket gør det mere muligt at anvende i praktiske anvendelser.

I en typisk akustisk levitator bevæger ultralydbølger frembragt af en transducer nedad til en konkav reflektor, der ligger en kort afstand væk. De reflekterede bølger rykker derefter tilbage op mod transduceren. Midt imellem transduceren og reflektoren møder de opadgående reflekterede bølger op med nedadrettede nyemitterede bølger (i nogle tilfælde anvendes to transducere i stedet for en transducer og en reflektor).

Det punkt, hvor bølgerne interfererer med hinanden, er kendt som en stående bølge, og det tryk, der er skabt på det tidspunkt, er tilstrækkeligt til at holde små, lette genstande på plads, såsom dråber af væske eller endda små stykker voksende brusk.

Normalt skal transduceren og reflektoren være perfekt justeret og holdes en præcis afstand fra hinanden, ellers vil lydbølgerne ikke genoprette korrekt, og den stående bølge vil falde sammen. Den unikke geometri i São Paulo-anordningen gør det imidlertid muligt at fungere som en ikke-resonans akustisk levitator. Dette betyder, at både justeringen og afstanden mellem de to hovedkomponenter kan ændres - selvom det suspenderer et objekt - uden at skabe problemer. Ved at ændre reflektorens orientering kan sværgningsobjektet flyttes rundt midt i luften.

Enheden i aktion (venstre) og et simuleret stående bølge mønster (højre)

Indtil videre har enheden kun været brugt til at suspendere 3-mm polystyrensfærer. Det er håbet, at det endnu en gang udviklet sig, kan det bruges til at genoplive større genstande, såsom farlige materialer, lægemidler eller andre ting, der bedst kunne forlade uberørt.

Det kunne også muligvis finde anvendelse inden for fremstilling. "Moderne fabrikker har hundredvis af robotter til at flytte dele fra et sted til et andet, " sagde projektleder Marco Aurélio Brizzotti Andrade. "Hvorfor ikke forsøge at gøre det samme uden at røre de dele, der skal transporteres? "

Et dokument om forskningen blev for nylig offentliggjort i tidsskriftet Applied Physics Letters .

Kilde: American Institute of Physics

Universitetet i São Paulo 's ikke-resonans akustiske levitator

Indtil videre har enheden kun været brugt til at suspendere 3-mm polystyrensfærer

Enheden i aktion (venstre) og et simuleret stående bølge mønster (højre)

Anbefalet Redaktørens Valg