Акустическая левитация

Исследователям впервые удалось продемонстрировать, что движением таких левитирующих объектов можно управлять соединять отдельные капельки в более крупные капли и даже вращать в воздухе зубочистку.

... федерального Технологического института (Цюрих, Лаборатория термодинамики) первым удалось зафиксировать явление, названное акустическая левитация.В научных экспериментах для предотвращения контакта объектов с поверхностью обычно используется левитация, полученная с использованием магнитных и электрических полей или свойства плавучести объектов, помещенных в жидкость. Но эти методы непригодны для веществ, не обладающих определенными свойствами: чтобы каплю жидкости можно было удержать магнитом, она должна намагничиваться, а капля, левитирующая в жидкой среде, не должна с этой средой смешиваться.

Используя звуковые волны, можно заставить левитировать различные объекты независимо от их свойств. Единственный ограничивающий фактор максимальный диаметр объекта должен соответствовать половине длины используемой звуковой волны.

Чтобы левитирующий объект сохранял свое положение, действующая на него сила тяжести должна уравновешиваться силой, действующей в противоположном направлении. Эта сила в экспериментах швейцарских ученых создается стоячей звуковой волной, сформированной между излучателем и отражателем.

О том, что тело можно удержать от падения силой, создаваемой звуковым давлением, известно уже более 100 лет. Но до сих пор никому не удавалось управлять движением объектов, подвешенных на звуковых волнах. Швейцарским исследователям удалось достичь этого, используя множество параллельно работающих модулей излучатель-отражатель. Чтобы изменить положение частицы, достаточно, переключая модули, передать ее от одного модуля к другому.

Акустическая левитация поможет в разработке лекарств

Инженеры из Аргоннской национальной лаборатории научились применять акустическую левитацию для изучения образцов биологически активных веществ. Сообщение об этом приводится на сайте лаборатории.

Акустическая левитация основана на образовании в воздухе стоячих волн. Авторы создавали их с помощью двух направленных друг против друга ультразвуковых динамиков, излучающих колебания одной частоты. Меняя фазу колебаний, ученые создавали в пространстве между динамиками карманы давления, в которых левитировали капли образцов.

Технология понадобилась авторам для того, чтобы научиться выпаривать растворы биологически активных веществ без использования каких-либо сосудов. Дело в том, что при наличии контакта между жидкостью и стенками сосуда, вещество, находящееся в растворе, имеет тенденцию кристаллизоваться. Это связано с наличием на стенках сосудов неоднородностей, которые выступают в роли центров кристаллизации.

Использование акустической левитации позволяет подавить кристаллизацию и получить сухие вещества в аморфном виде. В такой форме растворимость и биодоступность многих соединений гораздо выше, чем в форме кристаллов.

Разработанный метод пока не годится для массового производства, так как объем образца в нем не превышает одного миллилитра. Тем не менее, он может пригодиться для пробных анализов небольших количеств лекарств.

Ученый из Аргоннской национальной лаборатории Крис Бенмор (Chris Benmore) открыл способ применять звуковые волны для левитации отдельных капель растворов. Для эксперимента использовали акустический левитатор, изначально разработанный для НАСА с целью имитировать условия микрогравитации.  В основе прибора два динамика, которые генерируют волны с частотой около 22 КГц, что выше диапазона слышимости человеческим ухом. При совмещении динамиков создается два потока волн, образующих стоячую волну. Если в активную зону поместить легкие объекты, то они поднимутся в воздухе.

 

Источники: datagor.ru, www.popmech.ru, lenta.ru, krutayatema.ru, realstrannik.ru

Перспективы авиационно-космической техники

Пилотируемый полет на Марс – российская концепция

Линии Наска

Грозные призраки Гудура

Загадка Чертолья

Самые красивые места Мексики

Национальный антропологический музей Один из самых выдающихся музеев мира. Здесь находятся главные сокровища доколумбовых цивилизаций, сменявшихся в Мексике на протяжении ...


Перу - загадочный город инков

Официально республика Перу - страна в западной Южной Америке. Она граничит на севере с Эквадором и Колумбией, на востоке с Бразилией, ...


3D экран для компьютера

Сегодня многие производители стремятся создать новые устройства с поддержкой 3 D изображения, это и 3 D телевизоры, и смартфоны. Но ...


Необычные люди

Его считают самым страшным человеком на планете. В родной Уганде его прозвали Ссебаби, Ужаснейший. Впервые в жизни Годфри Багума ...


Генри Пламмер – загадка шерифа Баннака

История, произошедшая с человеком по имени Генри Пламмер, неразрывно связана с еще одним американским городом-призраком и отражает дикость нравов, которые господствовали ...


Объемное металлическое стекло

В Калифорнийском технологическом институте разработан новый метод изготовления чрезвычайно перспективных конструкционных материалов – объемных металлических стекол. Они представляют из ...


Легенда о Шамбале

Возникает вопрос: существовал ли какой-то практический интерес в поисках Шамбалы, или данный вопрос лежит исключительно в духовной плоскости? Оказывается, ...


Удивительная Индонезия

Это независимое государство расположено в юго-восточной части Азии. Его столицей является город с красивым названием Джакарта. Площадь территории равна ...


Гора Эльбрус

Представляю вашему вниманию популярную вершину нашей страны Гора Эльбрус. Эльбрус является наивысшей точкой не только России но и Европы. ...