ऑडियो-टेक्नोलॉजी: अल्ट्रासाउंड का उपयोग करके प्लास्टिक के टुकड़ों को कैसे स्थानांतरित किया जाता है और इसकी आवश्यकता क्यों है

ध्वनिक चिमटी प्रौद्योगिकी 1986 के बाद से जाना जाता है। यह ध्वनिक उत्तोलन की घटना पर आधारित है और हवा में कुछ मिलीमीटर की वस्तुओं को उठाने के लिए अल्ट्रासोनिक तरंगों का उपयोग करता है। हाल तक तक, वैज्ञानिक केवल एक प्लास्टिक की गेंद में हेरफेर कर सकते थे। अब एक बार में कई वस्तुओं को ले जाना और उनके आंदोलन को अलग से नियंत्रित करना संभव है। Habré पर एक लेख था जो प्रौद्योगिकी के काम के सिद्धांतों के लिए समर्पित है। हम इसकी क्षमता और एनालॉग्स के बारे में बात करेंगे।


फोटो मॉर्गन / सीसी बाय

संक्षेप में तकनीक क्या है

स्पेन में नवरे पीपुल्स यूनिवर्सिटी और ब्रिटेन में यूनिवर्सिटी ऑफ ब्रिस्टल के शोधकर्ताओं ने एक तरह के "बॉक्स" के रूप में एक इंस्टॉलेशन बनाया है , जिसके अंदर ऊपर और नीचे अल्ट्रासोनिक इमिटरों के एरे हैं। कुल मिलाकर, सिस्टम 40 सेंटीमीटर की आवृत्ति पर तरंगों का उत्सर्जन करते हुए एक सेंटीमीटर से कम व्यास वाले 512 स्पीकर का उपयोग करता है।

विशेष रिफ्लेक्टर की मदद से, इंजीनियर तथाकथित खड़ी तरंगों का निर्माण कर सकते हैं। उनके पास समान आयाम और आवृत्ति है, लेकिन चरण में भिन्न हैं। तो, ध्वनि तरंगों के बीच एक ही आकार के "खाली" खंडों को शून्य ध्वनि दबाव के साथ बनाया जाता है , वे हवा में वस्तुओं को पकड़ते हैं। ये वस्तुएं या तो प्लास्टिक के टुकड़े हो सकती हैं या तरल की बूंदें। स्वतंत्र तरंगों के चरण में बदलाव के कारण स्वतंत्र रूप से एक-दूसरे की व्यक्तिगत वस्तुओं की आवाजाही होती है। इसके पीछे प्रचार प्रसार पद्धति पर आधारित एक विशेष एल्गोरिथ्म जिम्मेदार है। प्रौद्योगिकी के लेखक इसकी तुलना उन उंगलियों से करते हैं जो क्षेत्र के भीतर वस्तुओं को पकड़ती हैं और स्थानांतरित करती हैं। 512 वक्ताओं का उपयोग करते हुए, शोधकर्ता 12 फोम गेंदों को नियंत्रित करने में सक्षम थे।

क्षमता क्या है

लेखकों के अनुसार, ध्वनिक उत्तोलन ("ध्वनिक चिमटी") एक और तकनीक - " ऑप्टिकल चिमटी " की जगह ले सकता है, जिसकी खोज के लिए 2018 में भौतिकी का नोबेल पुरस्कार दिया गया था। ऑप्टिकल चिमटी सूक्ष्मदर्शी वस्तुओं (अणुओं और कणों) को स्थानांतरित करने के लिए एक लेजर बीम का उपयोग करते हैं।

लेकिन इस दृष्टिकोण में एक खामी है - यह महंगा है , साथ ही एक लेजर संपर्क पर कोशिकाओं या जीवित जीवों को नुकसान पहुंचा सकता है। ध्वनिक चिमटी इन कमियों से रहित हैं। इसलिए, इसका उपयोग दवा और जैविक अनुसंधान में किया जाना प्रस्तावित है। उदाहरण के लिए, ध्वनिक चिमटी दवा के अणुओं को रोगी के शरीर के वांछित क्षेत्र में निर्देशित करने या माइक्रोसर्जिकल ऑपरेशन करने में मदद करेगी।

एक अन्य संभावित अनुप्रयोग 3 डी डिस्प्ले और होलोग्राम के निर्माण से स्वर या तीन आयामी पिक्सल का निर्माण है। 3 डी प्रोजेक्शन उत्पन्न करने के लिए मौजूदा समाधान प्रकाश प्रतिबिंब की घटनाओं पर आधारित हैं, और इसलिए इस तरह के होलोग्राम केवल एक निश्चित कोण पर दिखाई देते हैं। अल्ट्रासाउंड भौतिक कणों से तीन आयामी छवियां बनाने में मदद करेगा, जो "स्क्रीन" के देखने के कोण से समझौता नहीं करेगा।

इसके अलावा, ध्वनिक चिमटी को माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक के उत्पादन में उपयोग करने का प्रस्ताव है । अल्ट्रासाउंड की मदद से, आप छोटे कणों को स्थानांतरित कर सकते हैं और उपकरणों के निर्माण को स्वचालित कर सकते हैं जो तब तक केवल हाथ से एकत्र किए गए थे।

अब तक, तकनीक केवल हवा में काम कर सकती है, लेकिन भविष्य में, लेखक एक तरल में ध्वनिक चिमटी की क्षमताओं का मूल्यांकन करने की योजना बनाते हैं।

इसी तरह के घटनाक्रम

ध्वनिक उत्तोलन के सिद्धांत के आधार पर कई अन्य विकास हैं। इनमें से पहला "तरल सील" है जो हार्वर्ड में बनाया गया था।

आविष्कार एक प्रिंटर है जिसमें एक विशेष नोजल होता है, जिसमें एक खड़े तरंग जनरेटर को एकीकृत किया जाता है। ध्वनि एक ही पूर्व निर्धारित आकार के तरल की बूंदों को बनाती है और उन्हें सब्सट्रेट पर लागू करती है। डिवाइस का उपयोग फार्मास्यूटिकल्स में, ऑप्टिकल सामग्री के उत्पादन और अन्य क्षेत्रों में किया जाता है जहां किसी पदार्थ की सटीक खुराक महत्वपूर्ण होती है।

एक अन्य परियोजना नेशनल ऑटोनॉमस यूनिवर्सिटी ऑफ मैक्सिको के इंजीनियरों द्वारा प्रस्तुत की गई थी। उनकी स्थापना पानी में भारी धातुओं का पता लगाने के लिए लेजर-स्पार्क उत्सर्जन स्पेक्ट्रोमेट्री के साथ एक साथ ध्वनिक उत्तोलन का उपयोग करती है।

परीक्षण पदार्थ को एक लेजर से विकिरणित किया जाता है और एक प्लाज्मा राज्य में स्थानांतरित किया जाता है। एक प्लाज्मा के वर्णक्रमीय विकिरण को मापने के द्वारा, इसमें व्यक्तिगत तत्वों की एकाग्रता का निर्धारण किया जा सकता है। मेक्सिको विश्वविद्यालय में, एक स्थिति में पानी की एक बूंद को पकड़ने के लिए ध्वनिक उत्तोलन का उपयोग किया गया था। यह अधिक सटीक और उच्च-गुणवत्ता विश्लेषण परिणाम प्राप्त करना संभव बनाता है।


फोटो गेटानो विर्गालिटो / सीसी बाय-एनडी

साथ ही, डेवलपर्स के निर्णय ने पोर्टेबल स्पेक्ट्रोमीटर का उपयोग करके सुसज्जित प्रयोगशाला के बाहर अनुसंधान करने की अनुमति दी। यह खराब पर्यावरणीय परिस्थितियों वाले क्षेत्रों में पानी की संरचना के अध्ययन में मदद करेगा, क्योंकि विश्लेषण अधिक बार किया जा सकता है।

जर्मन वैज्ञानिकों का तीसरा समाधान एक निश्चित आकार के अल्ट्रासोनिक क्षेत्र को बनाने के लिए ध्वनिक उत्तोलन का उपयोग करता है । यह आपको वांछित क्रम में भौतिक कणों का निर्माण करने की अनुमति देता है। यह उम्मीद की जाती है कि प्रणाली दवा में आवेदन प्राप्त करेगी - यह अल्ट्रासाउंड उपचार को बेहतर बनाने में मदद करेगी, उदाहरण के लिए, क्षेत्र की निर्देशित कार्रवाई के कारण क्षतिग्रस्त मांसपेशियों को बहाल करने के लिए यह अधिक प्रभावी है।

सामान्य तौर पर, ध्वनिक उत्तोलन की संभावना विशाल होती है। इसका उपयोग उत्पादन में किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, गर्म वस्तुओं को स्थानांतरित करने के लिए, और दवा में - सटीक संचालन करने के लिए। निकट भविष्य में हम उम्मीद कर सकते हैं कि प्रौद्योगिकी को लागू करने के नए तरीके प्रस्तावित किए जाएंगे।

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