Инженеры из Японии разработали новый способ акустической левитации. На сегодняшний день они не могут реализовывать его более или менее надёжно, но считают что это вопрос времени.
Сам эффект был обнаружен ещё в 1980-х годах, но сразу стало ясно, что им очень сложно управлять, так как в звуковых ловушках должно создаваться очень точное и «правильное» звуковое поле.
Эти ограничения и затормозили прогресс данной технологии, пока японские инженеры не придумали, как построить полусферическую акустическую решётку, способную поднять 3-миллиметровый полистирольный шар.
Их метод основан на разделении матрицы преобразователей на блоки, которыми гораздо проще управлять, чем каждым преобразователем по отдельности.
Чтобы оптимизировать фазу и амплитуду каждого канала преобразователя для создания желаемого акустического поля, авторы работы использовали обратный фильтр.
Ну а трёхмерное моделирование показало, как и где генерируется поле с помощью этих методов.
Биомедицинская инженерия, нанотехнологии и фармацевтика — вот только некоторые области, в которых акустическая левитация, то есть манипулирование объектами без прикосновения к ним, потенциально может быть полезно.
Аналогом можно назвать оптический пинцет — технологию, в которой лазеры используются для создания достаточного давления излучения, чтобы удерживать и перемещать чрезвычайно мелкие частицы/объекты.
Акустический пинцет отличается тем, что, во-первых, его можно применять для гораздо более широкого спектра материалов, а, во-вторых, для объектов гораздо большего масштаба — вплоть до миллиметрового.
Иногда случается так, что ловушка не способна удержать шар, но авторы работы уверены, что решать эту проблему, доработав технологию, у которой есть отличный потенциал.
1. Исследование было опубликовано в Японском журнале прикладной физики.
3. Об акустической левитации и её ограничениях.
Подписывайтесь на S&F, канал в Telegram и чат для дискуссий на научные темы.
