Teknologi
pinset akustik sudah dikenal sejak 1986. Ini didasarkan pada fenomena
levitasi akustik dan menggunakan gelombang ultrasonik untuk mengangkat benda beberapa milimeter di udara. Sampai saat ini, para ilmuwan hanya bisa memanipulasi satu bola plastik. Sekarang dimungkinkan untuk melayang banyak objek sekaligus dan mengontrol pergerakan mereka secara terpisah. Di Habré ada
artikel yang dikhususkan untuk prinsip-prinsip pekerjaan teknologi. Kami akan berbicara tentang potensi dan analognya.
Foto Morgan / CC BYSecara singkat tentang apa itu teknologi
Para peneliti dari Navarre People's University di Spanyol dan University of Bristol di Inggris
telah menciptakan instalasi dalam bentuk semacam "kotak", di dalamnya terdapat array pemancar ultrasonik di atas dan di bawah. Secara total, sistem ini menggunakan 512 speaker dengan diameter kurang dari satu sentimeter, memancarkan gelombang pada frekuensi 40 KHz.
Dengan bantuan reflektor khusus, insinyur dapat membentuk apa yang disebut
gelombang berdiri . Mereka memiliki amplitudo dan frekuensi yang sama, tetapi berbeda dalam fase. Jadi, di antara gelombang suara "kosong" bagian dengan ukuran yang sama dengan nol
tekanan suara terbentuk , mereka menahan benda di udara. Benda-benda ini bisa berupa potongan plastik atau tetes cairan. Pergerakan benda-benda individu secara independen satu sama lain terjadi karena perubahan fase gelombang berdiri. Algoritma khusus berdasarkan metode
propagasi belakang bertanggung jawab untuk ini. Penulis teknologi
membandingkannya dengan jari yang menangkap dan memindahkan objek di dalam bidang. Menggunakan 512 speaker, para peneliti mampu mengendalikan 12 bola busa.
Apa potensinya
Menurut penulis, pengangkatan akustik ("pinset akustik") dapat menggantikan teknologi lain - "
pinset optik ", untuk penemuan yang Hadiah Nobel Fisika dianugerahi pada 2018. Pinset optik menggunakan sinar laser untuk memindahkan objek mikroskopis (molekul dan partikel).
Tetapi pendekatan ini memiliki kelemahan -
mahal , ditambah laser dapat membahayakan sel atau organisme hidup jika terkena. Pinset akustik tidak memiliki kekurangan ini. Oleh karena itu, diusulkan untuk digunakan dalam penelitian kedokteran dan biologi. Misalnya, pinset akustik akan membantu mengarahkan molekul obat ke area yang diinginkan tubuh pasien atau melakukan operasi mikro.
Aplikasi lain yang mungkin adalah pembuatan tampilan 3D dan hologram dari
voxels , atau piksel tiga dimensi. Solusi yang ada untuk menghasilkan proyeksi 3D didasarkan pada fenomena pantulan cahaya, dan oleh karena itu hologram hanya dapat dilihat pada sudut tertentu. Ultrasound akan membantu membentuk gambar tiga dimensi dari partikel material, yang tidak akan mengganggu sudut pandang "layar".
Juga, pinset akustik
diusulkan untuk digunakan dalam produksi mikroelektronika. Dengan bantuan ultrasound, Anda dapat memindahkan partikel kecil dan mengotomatiskan pembuatan perangkat yang hingga saat itu dikumpulkan hanya dengan tangan.
Sejauh ini, teknologi hanya dapat bekerja di udara, tetapi di masa depan, penulis berencana untuk mengevaluasi kemampuan pinset akustik dalam cairan.
Perkembangan serupa
Ada beberapa perkembangan lain yang didasarkan pada prinsip levitasi akustik. Yang pertama adalah "segel cair" yang
dibuat di Harvard.
Penemuan ini adalah printer dengan nosel khusus, di mana generator gelombang berdiri terintegrasi. Suara membentuk tetesan cairan dengan ukuran yang telah ditentukan sebelumnya dan menerapkannya pada substrat. Perangkat ini diusulkan untuk digunakan dalam obat-obatan, produksi bahan optik dan area lain di mana dosis tepat suatu zat penting.
Proyek lain dipresentasikan oleh para insinyur dari Universitas Otonomi Nasional Meksiko. Instalasi mereka
menggunakan levitasi akustik bersama dengan
spektrometri emisi percikan laser untuk mendeteksi logam berat dalam air.
Substansi uji disinari dengan laser dan dipindahkan ke
plasma . Dengan mengukur radiasi spektral plasma, seseorang dapat menentukan konsentrasi elemen individu di dalamnya. Di University of Mexico, levitasi akustik digunakan untuk menahan setetes air di satu posisi. Ini memungkinkan untuk memperoleh hasil analisis yang lebih akurat dan berkualitas tinggi.
Foto Gaetano Virgallito / CC BY-NDJuga, keputusan pengembang diizinkan melakukan penelitian di luar laboratorium yang dilengkapi menggunakan spektrometer portabel. Ini akan membantu dengan studi tentang komposisi air di daerah dengan kondisi lingkungan yang buruk, karena analisis dapat dilakukan lebih sering.
Solusi ketiga dari para ilmuwan Jerman
menggunakan levitasi akustik untuk membuat bidang ultrasonik dengan bentuk tertentu. Ini memungkinkan Anda membuat partikel fisik dalam urutan yang diinginkan. Diharapkan bahwa sistem akan menemukan aplikasi dalam pengobatan - itu akan membantu untuk meningkatkan perawatan ultrasound, misalnya, untuk mengembalikan otot yang rusak lebih efektif karena tindakan diarahkan dari lapangan.
Secara umum, potensi pengangkatan akustik sangat besar. Ini dapat digunakan baik dalam produksi,
misalnya, untuk memindahkan objek panas, dan dalam pengobatan - untuk melakukan operasi yang tepat. Dalam waktu dekat kita dapat berharap bahwa cara-cara baru penerapan teknologi akan diusulkan.
Bacaan tambahan - Dunia Hi-Fi dan tg-mikroformat kami tentang suara:
A.
InSight pertama kali merekam suara angin Mars
Delapan teknologi audio yang akan memasuki TECnology Hall of Fame pada 2019 Cara mengubah komputer menjadi radio, dan cara lain untuk mengekstrak musik dari perhitungan. sistem