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Científicos de Japón muestran un método para mover objetos con ondas sonoras

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Un equipo de investigación de la Universidad Metropolitana de Tokio demostró una nueva tecnología, gracias a la cual es posible mover pequeños objetos utilizando ondas sonoras.

Foto que muestra la captura de una partícula en un escenario rígido. (a) Posición inicial (b) ascenso exitoso (c) - (f) movimiento ascendente.
Foto que muestra la captura de una partícula en un escenario rígido. (a) Posición inicial (b) ascenso exitoso (c) - (f) movimiento ascendente.
Foto que muestra la captura de una partícula en un escenario rígido. (a) Posición inicial (b) ascenso exitoso (c) - (f) movimiento ascendente.

Nuevo método y cuál es su esencia

Los ingenieros japoneses decidieron utilizar la llamada matriz hemisférica de transductores ultrasónicos, con la que fueron creados campos acústicos tridimensionales, que no solo sostuvieron, sino que también levantaron una pequeña bola de poliestireno con un patios de recreo.

Este enfoque es en muchos aspectos similar a una trampa láser, excepto que la versión acústica se puede adaptar a una gama mucho más amplia de partículas y materiales.

(a) Levitación con matrices de transductores hemisféricos (b) transductores de montaje en una matriz de 120 mm de diámetro. (c) La distribución de la presión acústica relativa en la sección transversal vertical, calculada por simulación numérica basada en acústica geométrica cuando una partícula es capturada en el centro de una red hemisférica
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(a) Levitación con matrices de transductores hemisféricos (b) transductores de montaje en una matriz de 120 mm de diámetro. (c) La distribución de la presión acústica relativa en la sección transversal vertical, calculada por simulación numérica basada en acústica geométrica cuando una partícula es capturada en el centro de una red hemisférica
Para referencia. Desde hace varios años, los científicos han estado utilizando activamente flujos de luz para mover objetos en miniatura. Y de hecho, parte del Premio Nobel, que fue otorgado a A. Eshkin, recién emitido por logros en el campo de las pinzas ópticas, un dispositivo que es capaz de transportar partículas mediante el uso de luz láser.

Los científicos decidieron seguir desarrollando esta tecnología y, después de un tiempo, los ingenieros japoneses demostraron una trampa acústica (una tecnología alternativa) que utiliza sonido. Dado que se pueden utilizar en una gama más amplia de objetos y materiales.

En el curso de experimentos en el laboratorio, los científicos han manipulado con éxito partículas tan pequeñas como un milímetro.

Características técnicas del arreglo hemisférico propuesto. Hemos dividido la matriz en ocho bloques y hemos invertido la polaridad de la mitad de los transductores de cada bloque de la matriz.
Características técnicas del arreglo hemisférico propuesto. Hemos dividido la matriz en ocho bloques y hemos invertido la polaridad de la mitad de los transductores de cada bloque de la matriz.

A pesar del claro éxito, los científicos enfatizan que enfrentaron una amplia gama de desafíos técnicos. Entonces, en particular, fue bastante problemático para los científicos controlar una gran variedad de transductores ultrasónicos en tiempo real y crear sonido. Campos para el transporte de objetos, que se encuentran bastante lejos de los transductores, así como superficies cercanas que reflejan perfectamente el sonido. ondas.

Entonces, en el curso de numerosos experimentos, los científicos de Tokio lograron crear un enfoque completamente único para transportar partículas.

Para hacer esto, los científicos tuvieron que dividir la matriz en bloques separados fácilmente controlables y aplicar un filtro inverso, gracias a lo cual tuvieron éxito. encontrar la amplitud y fase óptimas para el control y, por lo tanto, formar una sola trampa a una cierta distancia de ellos mismos convertidores.

Por supuesto, la tecnología todavía está muy lejos de cualquier uso comercial, pero la posibilidad misma de administrar objetos Debido al uso de ondas sonoras, parece bastante prometedor y se puede utilizar en una variedad de áreas. industria.

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