تقنية
الملقط الصوتي معروفة منذ عام 1986. وهي تستند إلى ظاهرة
الإرتفاع الصوتي وتستخدم الموجات فوق الصوتية لرفع الأجسام على بعد بضعة ملليمترات في الهواء. حتى وقت قريب ، لم يستطع العلماء التلاعب إلا بكرة بلاستيكية واحدة. من الممكن الآن رفع أشياء كثيرة في وقت واحد والتحكم في حركتها بشكل منفصل. على حبري كان هناك
مقال مكرس لمبادئ العمل التكنولوجي. سنتحدث عن إمكاناتها ونظائرها.
الصورة مورغان / CC BYباختصار حول ماهية التكنولوجيا
قام باحثون من جامعة نافار بيبولز في إسبانيا وجامعة بريستول بالمملكة المتحدة
بإنشاء تثبيت على شكل "صندوق" ، توجد بداخله مجموعة من بواعث الموجات فوق الصوتية أعلى وأسفل. في المجموع ، يستخدم النظام 512 مكبر صوت بقطر أقل من سنتيمتر واحد ، مما ينبعث من الأمواج على تردد 40 كيلوهرتز.
بمساعدة عاكسات خاصة ، يمكن للمهندسين تشكيل ما يسمى
موجات دائمة . لديهم نفس السعة والتردد ، ولكن تختلف في المرحلة. لذلك ، بين مقاطع الصوت "الفارغة" من الموجات الصوتية تتشكل مع
ضغط الصوت صفر ، فإنها تحمل الأشياء في الهواء. يمكن أن تكون هذه الأشياء إما قطع من البلاستيك أو قطرات من السائل. تحدث حركة الكائنات الفردية بشكل مستقل عن بعضها البعض بسبب التغيير في مرحلة الأمواج الدائمة. الخوارزمية الخاصة القائمة على طريقة
الانتشار الخلفي هي المسؤولة عن ذلك. يقوم مؤلفو التقنية
بمقارنتها بالأصابع التي تلتقط وتحرك الكائنات داخل الحقل. باستخدام 512 متحدثًا ، تمكن الباحثون من التحكم في 12 كرة رغوة.
ما هي الإمكانات؟
وفقًا للمؤلفين ، يمكن للإرتفاع الصوتي ("الملقط الصوتي") أن يحل محل تقنية أخرى - "
الملقط البصري " ، والتي تم من خلالها اكتشاف جائزة نوبل في الفيزياء في عام 2018. تستخدم الملقطات الضوئية شعاع ليزر لتحريك الكائنات المجهرية (الجزيئات والجزيئات).
لكن هذا النهج له عيب - إنه
مكلف ، بالإضافة إلى أن الليزر يمكن أن يضر الخلايا أو الكائنات الحية على اتصال. ملاقط الصوتية خالية من هذه العيوب. لذلك ، يقترح استخدامه في الطب والبحوث البيولوجية. على سبيل المثال ، ستساعد الملقطات الصوتية في توجيه جزيئات الدواء إلى المنطقة المطلوبة من جسم المريض أو لإجراء عمليات جراحية دقيقة.
تطبيق آخر محتمل هو إنشاء شاشات ثلاثية الأبعاد
وصور ثلاثية الأبعاد من وحدات
voxels أو وحدات بكسل ثلاثية الأبعاد. تعتمد الحلول الحالية لتوليد الإسقاطات ثلاثية الأبعاد على ظواهر انعكاس الضوء ، وبالتالي فإن هذه الصور المجسمة مرئية فقط بزاوية معينة. سيساعد الموجات فوق الصوتية في تكوين صور ثلاثية الأبعاد من جزيئات المواد ، مما لن يؤثر على زوايا مشاهدة "الشاشات".
أيضًا ،
يُقترح استخدام الملقط الصوتي في إنتاج الإلكترونيات الدقيقة. بمساعدة الموجات فوق الصوتية ، يمكنك نقل الجزيئات الصغيرة وأتمتة إنشاء الأجهزة التي تم جمعها حتى ذلك الحين باليد فقط.
حتى الآن ، لا يمكن للتكنولوجيا أن تعمل إلا في الهواء ، ولكن في المستقبل ، يخطط المؤلفون لتقييم قدرات الملقط الصوتي في السائل.
تطورات مماثلة
هناك العديد من التطورات الأخرى على أساس مبدأ الارتفاع الصوتي. أولها هو "ختم السائل" الذي تم
إنشاؤه في هارفارد.
الاختراع عبارة عن طابعة بها فوهة خاصة ، حيث يتم دمج مولد موجة دائمة. يشكل الصوت قطرات من السائل من نفس الحجم المحدد مسبقًا ويطبقها على الركيزة. يُقترح استخدام الجهاز في المستحضرات الصيدلانية وإنتاج المواد البصرية وغيرها من المناطق التي تكون فيها الجرعة المحددة للمادة مهمة.
تم تقديم مشروع آخر بواسطة مهندسين من الجامعة الوطنية المستقلة في المكسيك.
يستخدم التثبيت الإرتفاع الصوتي مع
طيف انبعاث شرارة الليزر لاكتشاف المعادن الثقيلة في الماء.
يتم اختبار مادة الاختبار باستخدام الليزر ويتم نقلها إلى حالة
البلازما . عن طريق قياس الإشعاع الطيفي للبلازما ، يمكن للمرء تحديد تركيز العناصر الفردية فيه. في جامعة المكسيك ، تم استخدام الإرتفاع الصوتي لعقد قطرة ماء في مكان واحد. هذا يجعل من الممكن الحصول على نتائج تحليل أكثر دقة وعالية الجودة.
Photo Gaetano Virgallito / CC BY-NDأيضا ، سمح قرار المطورين إجراء البحوث خارج المختبر مجهزة باستخدام الطيف المحمولة. سيساعد ذلك في دراسة تكوين الماء في المناطق ذات الظروف البيئية السيئة ، لأنه يمكن إجراء التحليلات في كثير من الأحيان.
يستخدم الحل الثالث من العلماء الألمان الإرتفاع الصوتي لإنشاء مجال بالموجات فوق الصوتية لشكل معين. هذا يسمح لك ببناء جزيئات مادية بالترتيب المطلوب. من المتوقع أن يجد النظام تطبيقًا في الطب - سيساعد على تحسين علاج الموجات فوق الصوتية ، على سبيل المثال ، لاستعادة العضلات التالفة بشكل أكثر فعالية بسبب الإجراء الموجه في هذا المجال.
بشكل عام ، إمكانات الإرتفاع الصوتي هائلة. يمكن استخدامه على حد سواء في الإنتاج ،
على سبيل المثال ، لنقل الأجسام الساخنة ، وفي الطب - لإجراء عمليات دقيقة. في المستقبل القريب ، يمكننا أن نتوقع أن يتم اقتراح طرق جديدة لتطبيق التكنولوجيا.
قراءة إضافية - عالمنا Hi-Fi و tg-microformat حول الصوت:
أ.
سجلت InSight لأول مرة أصوات الرياح المريخية
ثمانية تقنيات صوتية ستدخل قاعة مشاهير TECnology في عام 2019 كيفية تحويل الكمبيوتر إلى راديو ، وطرق أخرى لاستخراج الموسيقى من الحساب. النظم