Aceste unde sonore pot levita și mișca particulele în moduri noi

O nouă mașină folosește unde ultrasunete pentru a face particulele să danseze în aer ca niște marionete pe corzi (invizibile).

Spre deosebire de alte dispozitive care folosesc și radiații sonore pentru a manipula materia, noul sistem poate muta mai multe obiecte în direcții diferite simultan (SN: 19/04/14, str. 8). Acest tip de tehnologie de levitație, descrisă online în săptămâna 17 decembrie în Proceedings of the National Academy of Sciencesar putea asambla microelectronice sau manevra obiecte mici în interiorul corpului pentru tratament medical.

În noul dispozitiv, o serie de 256 de difuzoare, fiecare cu o lățime de aproximativ 1 centimetru, se confruntă cu o altă serie de difuzoare identice pe o distanță de 23 de centimetri. Difuzoarele emit unde sonore la frecvențe prea mari pentru a fi auzite, creând un câmp sonor complicat între cele două rețele. Acest câmp sonor are regiuni de sunet de mare intensitate care resping particulele și buzunare de liniște relativă care captează particulele. Controlând sincronizarea undelor ultrasonice eliberate de fiecare difuzor, cercetătorii pot deplasa aceste regiuni liniștite, pline de particule, în trei dimensiuni.

COREOGRAFIE ULTRASONICĂ Spre deosebire de alte dispozitive care ar putea levita doar un obiect sau se pot deplasa în jurul particulelor ca grup, un nou dispozitiv (stânga) folosește unde ultrasonice pentru a direcționa în mod independent particule de până la 25 de milimetri în direcții diferite simultan (prezentat aici manipulând șase bile de spumă). Dispozitivul (prezentat într-o simulare pe computer în partea dreaptă) utilizează două grile de difuzoare cu ultrasunete (puncte de culoarea curcubeului în partea de sus și de jos) pentru a crea câmpuri sonore între matricele de difuzoare. În aceste câmpuri sonore, particulele sunt prinse în regiuni relativ liniștite (negru) între regiunile de intensitate ridicată a sunetului (alb).

În timp ce penseta laser poate direcționa obiecte microscopice mult mai mici, undele sonore pot ridica încărcături de dimensiuni de la micrometru la centimetru (SN: 27/10/18, str. 16). Undele sonore de 40 de kiloherți ale noului dispozitiv pot jongla cu până la 25 de margele de spumă simultan, fiecare cu o lungime de 1 până la 3 milimetri. O versiune viitoare care emite frecvențe mai mari ar putea capta obiecte mai mici, cum ar fi celulele care au o diametru de doar micrometri.

Capacitatea dispozitivului de a muta multe particule în toate cele trei dimensiuni reprezintă „o progresie excelentă” în tehnologia de levitație acustică, spune Christine Démoré, om de știință cu ultrasunete la Institutul de Cercetare Sunnybrook din Toronto, care nu este implicată în lucrare.

Deoarece undele sonore circulă prin țesuturi, pensetele acustice pot livra într-o zi medicamente către anumite organe, pot îndepărta resturile de pietre la rinichi sau pot conduce dispozitivele medicale implantate în noi locații din interiorul corpului, spune coautorul Bruce Drinkwater, inginer cu ultrasunete la Universitatea Bristol din Anglia.

Tehnologia ar putea facilita, de asemenea, construcția fără mâini a componentelor microelectronice delicate, spune coautorul Asier Marzo, un informatician la Universitatea Publică din Navarra din Pamplona, ​​Spania. Sau ar putea fi folosit în manipularea particulelor levitate în imagini 3-D care plutesc liber pentru a crea afișaje futuriste, asemănătoare prințesei Leia în Razboiul Stelelor (SN: 17.2.18, str. 16).

SURFING UNDE SUNETE În interiorul unui nou dispozitiv de levitație, undele sonore ultrasonice pot împinge și trage mai multe particule în direcții diferite simultan. Acest tip de tehnologie ar putea permite într-o zi construcția complet fără mâini de mici electronice sau manipularea dispozitivelor medicale în interiorul corpului.