Управляемая левитация – это уже реальность с технологией SoundBender
Управляемая левитация – это уже реальность с технологией SoundBender
Научный коллектив из британского Университета Сассекса реализовал новую технологию, которая позволяет левитировать небольшие объекты под воздействием звуковых волн. Упрощенно говоря – технология SoundBender впервые в мире позволяет поднимать предметы в воздух с помощью ультразвука, обеспечивая при этом огибание препятствий и гибкое управление процессом.
Левитация – яркая демонстрация новой технологии
В общем смысле, под левитацией принято понимать такое преодоление гравитации, при котором объект просто парит над поверхностью, не касаясь при этом никаких опор. Привычный полет самолетов или птиц – это не левитация.
Нередко левитацию ошибочно относят к сверхъестественным или мифическим понятиям. Тем не менее этот термин имеет вполне определенное научное определение, ведь для осуществления левитации необходимо наличие силы, которая будет компенсировать силу тяжести.
В качестве источников такой силы могут выступать, например, струи газа, лазерные лучи, магнитные поля или звуковые колебания.
Авторы разработки демонстрируют возможности ультразвуковой левитации
Новая технология SoundBender, разработанная в британском Университете Сассекса профессором Ширамом Субраманяном и докторами Джанлукой Мемоли и Диего Мартинесом Пласенсией, находит свое применение во многих сферах, но именно благодаря ультразвуковой левитации привлекает к себе повышенное внимание. Реализация возможности поднятия в воздух твердых предметов и управления нежесткими объектами открывает множество новых перспектив в самых различных областях применения.
Научный прорыв – управляемые звуковые волны огибают препятствия
Основное достижение исследователей – это разработка технологии динамичного и гибкого управления звуковыми волнами с возможностью эффективного огибания препятствий.
Подобные установки ультразвуковой левитации были известны и ранее, но, во-первых, они не позволяли удерживать объекты в воздухе при наличии препятствий на пути звука.
А во-вторых, они не позволяли гибко управлять движением левитирующих предметов.
Левитирующий небольшой объект — звуковые волны огибают препятствие
Технология SoundBender – это гибридная система, объединяющая в особую структуру несколько источников звука – ультразвуковая фазированная решетка. Индивидуальное управление каждым источником и позволяет создавать управляемую «картину звуковых волн».
Второй элемент гибридной системы SoundBender – это акустические метаматериалы, которые позволяют точно контролировать перемещение объектов.
Комбинирование улучшенных структур источников звука и акустических метаматериалов позволило разработчикам получить «самоизгибающиеся лучи», которые и позволяют точно и гибко управлять левитирующими предметами.
Тактильная обратная связь за пределами препятствия
Ультразвуковая левитация имеет множество преимуществ перед левитацией с использованием, например, магнитных полей и поэтому может применяться практически ко всем объектам – включая жидкости и продукты питания.
После осуществления научного прорыва исследователи сосредоточились на масштабировании своей технологии с целью управления более крупными объектами. Потенциально технология может даже обеспечить преодоление препятствий при перемещении предметов.
Эта технология позволяет пользователям ощущать тактильную обратную связь за пределами препятствия, левитировать вокруг препятствия и манипулировать нежесткими объектами, такими как изменение направления пламени свечи.
Гибко управляемая ультразвуковая левитация
Успешная реализация, казавшейся фантастической управляемой левитации, может сразу же найти свое применение в различных сферах индустрии развлечений.
Это и улучшенная интерактивность обучающих музейных экспонатов и настольных игр, это и возможность направлять запахи в указанные области и контролировать движение пламени свечи.
Востребованной является также возможность синхронизировать движение левитирующих предметов с музыкой, а в дальнейшем – и произвольно манипулировать звуком, направляя речь и музыку в выделенные области пространства, с огибанием препятствий.
Естественно, что и в области науки новая технология может быть востребована, например, для исследования образцов в свободном парении, не касающихся стенок сосудов. Проект был финансирован за счет исследовательской и инновационной программы Европейского Союза «Горизонт 2020».
Левитация (С) Наталья Николаева
- звуковые волны
- левитация
- новые технологии
3D-принтеры создали голограммы для акустической левитации
Схема эксперимента по созданию акустического поля сложной формы: печать голограммы на 3D-принтере, внешний вид голограммы и ее создание поля колебаний давления в жидкости Nature / Youtube
Физики из Института интеллектуальных систем общества Макса Планка разработали новую технику акустической голографии, позволяющую создавать звуковые поля рекордно сложных форм. Основным применением для нее авторы называют акустическую левитацию и манипуляцию миниатюрными объектами. В основе техники лежит моделирование и печать голограмм с помощью 3D-принтера. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Акустическая левитация — методика, в которой с помощью звуковых волн (они же являются волнами давления, например, в воздухе или в воде) ученые управляют движением частиц в пространстве. Такие манипуляции позволяют работать с объектами, которых по какой-то причине нельзя касаться.
Например, с помощью достаточно мощных источников звука можно добиться левитации капель расплавленного металла. Для того чтобы зафиксировать левитируемый объект в пространстве, необходимо создать стоячую акустическую волну.
Распределение давлений в ней словно бы не меняется со временем — изменяется лишь амплитуда волны.
Эксперимент по акустической левитации капель воды Dan Harris / Argonne National Laboratory / Flickr
Традиционно для акустической левитации используется пара источников звука, волны от которых интерферируют, формируя стоячую волну. Однако она позволяет управлять положением частиц лишь вдоль одной оси.
Если требуется создать более сложные конструкции из левитируемых объектов, инженеры используют массивы из нескольких источников звука — интерференция излучения приводит к возникновению полей давления сложной формы.
Работа с такими системами требует высокой точности настройки устройств — к примеру, их рабочие частоты должны совпадать, а положение источников должно быть четко определено. С помощью такой техники в 2015 году физики создали «притягивающий луч».
Альтернативой использованию большого количества источников звука является акустическая голография. Ее традиционный оптический аналог позволяет создавать сложные световые поля с помощью одного источника света (лазера) и специальной пластинки.
В последней записывается информация о направлении и фазе излучения, падающего на нее. Для создания лазерной голограммы используется лазер, часть излучения которого отражается от «записываемого» объекта, а часть напрямую падает на фоточувствительную пластинку.
Результат интерференции между этими лазерными пучками и оказывается записан в пластинке.
Для создания акустических голограмм можно использовать аналогичные методики, связанные с записью интерференционных картин звуковых волн.
Однако разрешение, требуемое для их создания, гораздо меньше, чем для оптических. Благодаря этому акустические голограммы можно создавать и напрямую, не имея «образца» звукового поля.
В новой работе авторы продемонстрировали, что для этого можно использовать 3D-печать.
Схема создания акустической голограммы Kai Melde et al.
/ Nature, 2016
На первом этапе создания голограммы физики моделировали интерференционную картину, которая возникнет при сложении записываемого звукового поля и опорного акустического излучения.
Затем исследователи использовали трехмерную модель этой картины для 3D-печати голографической пластинки из обычного пластика. Для чтения голограммы пластинку закрепляли на источнике ультразвука и помещали под воду.
Авторы проверили работоспособность методики на акустических полях сложной формы. Так, ученым удалось создать стоячую волну, повторяющую по форме «Голубя мира» Пабло Пикассо, и использовать ее для самосборки частиц. Кроме того, физики показали, что с помощью той же техники можно заставить частицы двигаться по определенным траекториям и левитировать.
Движение частицы в акустическом поле, созданном с помощью голограммы (видна под частицей) Kai Melde et al. / Nature, 2016
Ученые отмечают, что новая методика позволяет создавать звуковые поля с огромным количеством степеней свободы — варьируемых параметров. По оценкам физиков, сложность создаваемых полей примерно в сто раз превышает остальные ультразвуковые техники.
Эксперимент по левитации пары частиц в звуковом поле, созданном с помощью отражения опорного акустического сигнала от голограммы Kai Melde et al. / Nature, 2016
Недавно физики из Великобритании и Бразилии побили рекорд размера левитируемого объекта.
Традиционные методики акустической левитации ограничены диаметром частиц в четверть длины волны используемого излучения — ученые превзошли это ограничение почти в 15 раз. Другой группе британских ученых удалось создать прототип левитационных перчаток.
Одним из применений таких устройств является манипуляция объектов в условиях микрогравитации.
Владимир Королёв
Ученые сделали левитацию реальностью – МК
Новая система создаёт левитацию с помощью звуковых волн
18.07.2013 в 18:01, просмотров: 10267
Исследователи сообщают, что им удалось заставить объекты левитировать с помощью звуковых волн, и более того – перемещаться в воздухе.
Учёные используют звуковые волны для поддержания объектов в воздухе уже многие десятилетия, но новый метод, который был недавно описан в журнале «Proceedings of the National Academy of Sciences», позволил исследователям манипулировать подвешенными объектами не прикасаясь к ним. Чудо демонстрирует ВИДЕО с акустической левитацией под музыку Штраусса.
Левитация. Литография Louis Figuier. 1887 год.
Техника такой левитации может помочь создавать сверхчистые химические смеси без загрязнений, что может оказаться весьма полезно для производства стволовых клеток и других биологических материалов.
В течение вот уже более века учёные предлагают идею использовать давление звуковых волн, чтобы заставлять объекты парить в воздухе. По мере своего движения звуковые волны производят изменения в давлении воздуха – сдавливая вместе некоторые молекулы воздуха и раздвигая другие.
Поместив объект в определённой точке звуковой волны, можно идеально точно сбалансировать силу гравитации силой звуковой волны, позволяя объекту парить в этой точке.
В предыдущих опытах с левитационными системами, учёные использовали преобразователи для создания звуковых волн, и отражатели, чтобы отражать их обратно, создавая таким образом стоячие волны.
«Стоячая волна подобна тому, как если бы вы дёргали за гитарную струну», рассказывает соавтор исследования Дэниел Форести, инженер механики из ETH Цюрих, Швейцария. «Струна движется вверх и вниз, но есть две точки, в которых она неподвижна».
С помощью этих волн учёным удалось заставить левитировать лабораторную мышь и мелкие капли жидкости.
Но затем исследования зашли в тупик.
Акустическая левитация скорее похожа на лабораторный фокус, нежели на полезный инструмент: её мощности хватает только на левитирование относительно мелких объектов; она не может левитировать жидкости, не расплёскивая их, и объекты в этих опытах нельзя перемещать.
Форести же и его коллеги нашли выход из положения, спроектировав крошечные преобразователи, достаточно мощные, чтобы левитировать предметы, но достаточно компактные, чтобы располагать их вместе.
Акустическая левитация под музыку Штраусса:
Постепенно отключая один преобразователь, и одновременно усиливая соседний, новый метод создаёт движущуюся точку равновесия, позволяя учёным перемещать объект в воздухе. Таким способом можно левитировать даже длинные и тонкие предметы.
Новая система позволяет поднимать тяжёлые объекты, и при этом обеспечивает достаточно контроля, чтобы жидкости оставались целостными, не разлетаясь на множество отдельных капель, говорит Форести. Весь процесс контролируется автоматически.
Система излучает звуковые волны, которые могли бы разорвать барабанные перепонки, с уровнем шума в 160 децибел, что примерно равно рёву взлетающего истребителя. Однако волны, которые учёные использовали в своём эксперименте, имеют частоту в 24 килогерца – как раз над верхним пределом слышимости человека.
В настоящее время объекты в этой системе можно перемещать лишь в одном измерении, но исследователи надеются разработать метод, который позволит передвигать их уже в двух измерениях, говорит Форести.
Новая система является крупным шагом вперёд, как с теоретической, так и с практической точки зрения, и может позволить, к примеру, смешивать стволовые клетки в сверхчистые смеси, не боясь возможных загрязнений от используемых инструментов.
Явление левитации фигурирует во многих произведениях искусства (скажем жанр фэнтези часто использует его). Разумеется, чаще всего примеры левитации в “жизни” можно встретить в истории религий.
Например, в 1603 году в одной итальянской семье родился слабый, болезненный ребёнок. Его звали Джузеппе Деза. В 17 лет он стал монахом-капуцином, в 22 года попал во францисканский орден. Его монастырь находился близ местечка Копертино.
Это был странный монах, впадавший в экстаз от молитвы. Однажды в таком состоянии он оторвался от земли, пролетел по воздуху и приземлился в алтаре монастырского собора. Монахи решили показать это чудо римскому папе Урбану VII.
Деза повис в воздухе перед первосвященником, который счёл это божественным даром. Последовали полёты перед монахами и титулованными особами.
Посчастливилось наблюдать уникальное явление и философу Готфриду Вильгельму Лейбницу. А 104 года спустя Деза был канонизирован как Иосиф из Копертино. Это, пожалуй, самый известный и задокументированный в истории случай левитации.
В 1906 году одержимая дьяволом Клара Германа Селе, 16-летняя школьница из Южной Африки, поднималась в воздух до пяти футов иногда в вертикальном, а иногда в горизонтальном положении. Едва только её обрызгивали святой водой, она тут же падала.
Случаи левитации предметов описаны в литературе по спиритизму конца XIX — начале XX века.
Считается, что «левитация бывает у медиумов во время спиритических сеансов, у шаманов во время камлания, в состоянии мистического экстаза и транса, в магии, колдовстве, при явлении призраков и одержимости нечистым духом.
В парапсихологии левитацией считаются явления психокинеза, или „власть духа над материей“. Состояние левитации длится, как правило, не более нескольких секунд или, может быть, нескольких минут».
Самые поразительные случаи левитации приписывались Дэниэлу Дангласу Хьюму, который в бытность свою физическим медиумом неоднократно заставлял мебель и другие предметы подниматься в воздух.
Хьюм и сам парил в воздухе более 100 раз при свидетелях, а в 1868 году он, говорят, вылетал из окон и снова в них влетал. Во время своих полетов Хьюм не всегда находился в состоянии транса, так что он вполне мог отдавать себе отчет в том, что происходит и что он при этом ощущает.
Он говорил, что невидимая сила поднимает его и он ощущает «электрическую полноту» у себя в ногах.
В литературе по йоге и буддизму левитация — одна из приобретаемых способностей Сиддхи. В частности описана в Йога—сутрах Патанджали и Вьяса-Бхашья.
wikimedia.org
Источники: livescience.com, wikipedia.org и gearmix.ru.
Cоздан звуковой притягивающий луч для левитации тяжелых объектов
Изобретение притягивающих лучей, способных заставлять левитировать (парить) крупные предметы, еще на один шаг приблизилось к реальности.
Группа инженеров-исследователей из Бристольского университета говорит о создании прототипа самого мощного на сегодняшний день притягивающего луча, который может перемещать в пространстве объекты с использованием звуковых волн.
Вы наверняка не раз в фантастических фильмах видели в действии притягивающие лучи, способные захватывать и манипулировать тяжелыми кусками материи. Ученые много лет ломали голову над созданием таких устройств, но до сегодняшнего дня это было невозможно.
Однако, похоже, британским исследователям удалось продвинуться в изобретении системы, превращающей звуковые волны в воздушные «мини-торнадо», которые обладают достаточной мощностью для транспортировки и удерживании в воздухе больших объектов без непосредственного приложения к ним механической силы.
По словам проектантов, генерируемый ими пучок притягивающего луча пока подтвердил свои возможности на 2-миллиметровом в диаметре шарике полистирола. Но, исследователи настаивают на том, что их система может транспортировать и более крупные объекты произвольной формы, такие, как люди или даже транспортные средства.
При помощи нового устройства можно манипулировать объектами, нарушая закон всемирного тяготения. Это осуществляется благодаря процессу тонкого управления работой множества микро-динамиков.
Устройство, снабженное множеством динамиков
Создавая с помощью них вращающиеся звуковые вихри, образующаяся при этом сила захватывает предметы, и может поднимать и перемещать на расстояние.
В данном случае, говоря упрощенно, сила тяжести преодолевается за счет давления, продуцируемого звуковыми волнами.
Как известно, звук – это колебание, возникающее в среде распространения (воздуха, воды или твердых материалов).
С физической точки зрения передача звука в воздухе представляет собой движение областей высокого и низкого давления. Колебания давления создают силу, которая может воздействовать на механические объекты.
До сегодняшнего дня ученые уже много раз пытались создать эффект левитации, используя вращающиеся звуковые вихри, но, ими не удавалось управлять. Постоянно изменяющиеся длины волн приводили к бесконтрольному вращению звуковых потоков.
В новой разработке были учтены просчеты предыдущих изобретений, и воссоздано как бы мини-торнадо из звуковых вихрей, имеющее форму расширяющейся воронки. Именно в ее центре образуется особый «сердечник», в котором объект может парить.
Пока созданная система, продуцирующая притягивающий луч, построена небольших размеров и мощности. Она способна перемещать по воздуху только небольшие предметы. Но увеличив ее масштабы и силу, по мнению ученых, такой звуковой левитирующий луч будет способен заставлять парить огромные и тяжелые предметы.
Первой областью применения притягивающего луча исследователи видят медицину – с помощью него, в частности, в мочеполовых и желчных путях можно было бы без проведения хирургического вмешательства выводить песок и камни. В целом же, у такого изобретения могут быть сотни применений в различных областях.
Левитация Дениса Шепеля
imhotypeОригинал взят у ilion_skiv в Левитация Дениса Шепеля
Подробнее: http://sibterra.info/News/2014/5/16/levitazia-1
В начале 30-х годов шведский авиаинженер Хенри Кьельсон в Тибете наблюдал, как тибетские монахи доставляли камни для строительства храма.
Дотащив с помощью яка камень примерно в 1,5 метра диаметром до небольшой горизонтальной площадки, его свалили в яму глубиной 15 см, соответствующую размеру камня. Площадка находилась на расстоянии 100 метров от отвесной скалы высотой 400 метров, на вершине которой возводился храм.
В 63 метрах от ямы (инженер точно замерил все расстояния, полагая, что в этом заключается один из элементов последовавшего загадочного явления) стояли 19 музыкантов, а за ними 200 монахов, располагавшихся по радиальным линиям, по несколько человек на каждой. Угол между линиями составлял 5 градусов, причем в центре этого построения лежал камень.
У музыкантов было 13 больших барабанов весом по 150 кг трех различных размеров, подвешенных на деревянных перекладипах и обращенных звучащей поверхностью к яме с камнем. Между барабанами размещались в разных местах шесть больших металлических труб, тоже обращенных раструбами к яме.
Около каждой трубы стояли по два музыканта, дующие в нее по очереди. По специальной команде весь этот оркестр начинал громко играть, а хор монахов подпевал в унисон.
И вот, как рассказывал Хенри Кьельсон, через четыре минуты, когда звук достиг своего максимума, валун в яме стал сам собой раскачиваться и вдруг воспарил по параболе прямо на вершину 400-хсотметровой скалы! Таким способом, согласно рассказу Хенри, монахи поднимали к строящемуся храму 5-6 огромных валунов каждый час!
Алексей Подъяпольский “Новое следствие по делу Рудольфа Гесса”
Свободное парение: Новая система создаёт левитацию благодаря звуковым волнам
Учёные используют звуковые волны для поддержания объектов в воздухе уже многие десятилетия, но новый метод, который был недавно описан в журнале «Proceedings of the National Academy of Sciences», продвинулся на шаг вперёд, позволив исследователям манипулировать подвешенными объектами не прикасаясь к ним. Техника такой левитации может помочь создавать сверхчистые химические смеси без загрязнений, что может оказаться весьма полезно для производства стволовых клеток и других биологических материалов. В течение вот уже более века учёные предлагают идею использовать давление звуковых волн, чтобы заставлять объекты парить в воздухе. По мере своего движения звуковые волны производят изменения в давлении воздуха – сдавливая вместе некоторые молекулы воздуха и раздвигая другие. Поместив объект в определённой точке звуковой волны, можно идеально точно сбалансировать силу гравитации силой звуковой волны, позволяя объекту парить в этой точке. В предыдущих опытах с левитационными системами, учёные использовали преобразователи для создания звуковых волн, и отражатели, чтобы отражать их обратно, создавая таким образом стоячие волны. «Стоячая волна подобна тому, как если бы вы дёргали за гитарную струну», рассказывает соавтор исследования Дэниел Форести, инженер механики из ETH Цюрих, Швейцария. «Струна движется вверх и вниз, но есть две точки, в которых она неподвижна». С помощью этих волн учёным удалось заставить левитировать лабораторную мышь и мелкие капли жидкости. Но затем исследования зашли в тупик. Акустическая левитация скорее похожа на лабораторный фокус, нежели на полезный инструмент: её мощности хватает только на левитирование относительно мелких объектов; она не может левитировать жидкости, не расплёскивая их, и объекты в этих опытах нельзя перемещать. Форести же и его коллеги нашли выход из положения, спроектировав крошечные преобразователи, достаточно мощные, чтобы левитировать предметы, но достаточно компактные, чтобы располагать их вместе. Постепенно отключая один преобразователь, и одновременно усиливая соседний, новый метод создаёт движущуюся точку равновесия, позволяя учёным перемещать объект в воздухе. Таким способом можно левитировать даже длинные и тонкие предметы. Новая система позволяет поднимать тяжёлые объекты, и при этом обеспечивает достаточно контроля, чтобы жидкости оставались целостными, не разлетаясь на множество отдельных капель, говорит Форести. Весь процесс контролируется автоматически.Система излучает звуковые волны, которые могли бы разорвать барабанные перепонки, с уровнем шума в 160 децибел, что примерно равно рёву взлетающего истребителя. Однако волны, которые учёные использовали в своём эксперименте, имеют частоту в 24 килогерца – как раз над верхним пределом слышимости человека. В настоящее время объекты в этой системе можно перемещать лишь в одном измерении, но исследователи надеются разработать метод, который позволит передвигать их уже в двух измерениях, говорит Форести.
Новая система является крупным шагом вперёд, как с теоретической, так и с практической точки зрения, и может позволить, к примеру, смешивать стволовые клетки в сверхчистые смеси, не боясь возможных загрязнений от используемых инструментов
.©Специалисты из Суссекского университета разработали устройство, которое по принципу действия напоминает звуковой притягивающий луч из фантастических фильмов. С помощью устройства можно поднимать объекты и передвигать их. Исследователи вместе со специалистами из Ultrahaptics создали систему, которая использует высокоамплитудные звуковые волны для создания акустической голограммы, способной удерживать в воздухе и перемещать небольшие предметы. По словам разработчиков, технология найдет применение в самых разных сферах. Например, подобный «удерживающий луч» можно использовать для перемещения без физического контакта хрупких объектов для сборки. Миниатюрная версия устройства сможет захватывать и транспортировать капсулы с лекарством или микрохирургические инструменты в организме.Исследователи применили в системе 64 миниатюрных динамика. Вся система имеет мощность 9 Вт. Во время демонстрации устройство удерживало шарик диаметром 4 мм, изготовленный из пенополистирола.
В настоящее время инженеры работают над созданием нескольких вариантов системы. Версия большого размера сможет поднимать в воздух и удерживать футбольный мяч на расстоянии 10 метров. Кроме того, разрабатывается миниатюрная версия для манипулирования объектами внутри человеческого тела.
Ученые использовали звук для левитации предметов
Всем известны истории про “волшебный голос”, обладатель которого способен за счет громких песен вызывать серьезные разрушения, известны всем — и существуют они не на пустом месте.
При достаточной силе и нужной высоте акустические колебания вполне могут бить бокалы и двигать карандаши на столе.
Впрочем, эту энергию можно направить и в мирное русло. Так поступили и разработчики Аргоннской национальной лаборатории при министерстве энергетики США, научившиеся использовать силу акустических волн для левитации небольших объектов — точнее говоря, капелек жидкости.Авторы проекта планируют не создать новый модный фокус для алкогольных вечеринок, а использовать такую технологию для доставки лекарств.« … Одной из больших проблем в фармакологии остается минимизация объемов принимаемого препарата при сохранении нужного лечебного эффекта, каким бы он ни был … »— говорит один из авторов физик Крис Бенмор (Chris Benmore). При производстве раствор лекарства нередко подвергается испарению, позволяя добиться нужной концентрации действующего вещества.Однако часть его, контактируя с поверхностью контейнера, высыхая, переходит в кристаллическую форму, которая перед будущим применением плохо растворится. Поэтому ученым требовалось найти способ так испарять раствор, чтобы растворенное вещество не контактировало с посторонними поверхностями и целиком переходило в легкорастворимое аморфное состояние.Иначе говоря — научиться подвешивать капли в воздухе. Подход к решению проблемы Крист Бенмор и его коллеги заимствовали у NASA, где акустические волны использовались для проведения экспериментов в условиях симулированной микрогравитации.Разработанное устройство для акустической левитации представляет собой два небольших спикера, создающих колебания слегка выше обычного для нас предела слышимости — на частоте 22 КГц. Спикеры расположены вертикально, один в направлении другого, и в строго определенном положении создают встречные звуковые волны, которые, интерферируя, образуют стоячую волну. В узлах стоячей волны переноса энергии не происходит, и капельки жидкости могут висеть в этих точках неопределенно долго.Строго говоря, добиться стопроцентного выхода фармакологических препаратов в аморфной форме эта технология вряд ли поможет. Она слишком сложна, дорога и неэффективна — но ученые уверены, что она дает возможность изучить процессы, происходящие при испарении растворителя, во всех деталях, и научиться манипулировать ими с аптечной точностью. Хотите построить бассейн в одессе — нет ничего проще.По индивидуальному заказу, Вам построят настоящий рай для отдыха со всей семьей. Любой формы и размера, любой вместимости и для любого “кошелька”.
Заметили опечатку? Выделите текст, нажмите Ctrl + Enter и сообщите об этомВы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Зарегистрируйтесь, чтобы узнать больше!
Ученые разработали эффективный метод тепловой левитации
Явление левитации сейчас еще во многом походит на волшебство, но позади его стоят совершенно традиционные законы физики и некоторые хитроумные уловки.
Магнитная левитация уже используется в железнодорожном транспорте, к примеру, оптическая – больше в научных целях, а акустическая – в производстве лекарственных препаратов и научных исследованиях.
Однако, все вышеперечисленные методы работают лишь по отношению к объектам с определенными свойствами, а исследователи из Чикагского университета разработали новый метод “тепловой” левитации, который работает за счет искусственно создаваемой разницы температур и может действовать на любые объекты, независимо от их природы и свойств.
Воспользуйтесь нашими услугами
“Магнитная левитация работает только с магнитными материалами, оптическая – с объектами, реагирующими на поляризованный свет. Найденный нами метод является первым в своем роде, который не зависит ни от материала, ни от формы и других свойств объекта” – рассказывает Ченг Чин (Cheng Chin), один из исследователей.
Ученые использовали шарики из керамики, стекла, пластмассы, частички льда, семена и другие небольшие предметы для демонстрации работоспособности метода “тепловой” левитации. Все эти предметы удавалось удерживать в пространстве на протяжении часа-двух времени, при этом они не совершали боковых колебательных движений.
Основой нового метода левитации является процесс под названием термофорез (thermophoresis), в результате которого между двумя источниками тепла с разной температурой возникают достаточно ощутимые силы.
В данном случае в качестве одного источника тепла выступала медная пластина, температура которой поддерживалась на уровне комнатной температуры, а вторая пластина охлаждалась при помощи жидкого азота до температуры -184 градуса Цельсия.
Поток тепла об более горячей пластины к более холодной создавал силы, достаточные для поднятия частиц с небольшой массой.
“Большой температурный градиент приводит к возникновению сил, которые могут уравновесить силу гравитации, что приводит к появлению стабильной левитации” – рассказывает Фрэнки Фанг (Frankie Fung), ведущий исследователь, – “Мы экспериментальным путем сумели определить величину сил, создаваемых явлением термофореза, и выяснили, что это значение очень близко к значению, полученному при помощи теоретических расчетов. Это, в свою очередь, позволит определять нам возможность поднятия различных объектов при помощи технологии “тепловой” левитации”.
Для работы системы “тепловой” левитации на полной мощности требуется пластины с точно выдержанными размерами, разнесенные на строго заданное расстояние.
Так же важную роль играет значение теплового градиента и положение дополнительных элементов, позволяющих контролировать направление движения потока тепла и увлекаемого им воздуха.
“Все это работает только в очень узком диапазоне давления, температурного градиента и геометрических размеров используемых пластин” – рассказывает Ченг Чин, – “Также на силы тепловой левитации влияет форма и материал частиц, поднимаемых таким способом”.
Несмотря на перечисленные выше трудности, ученым удалось воссоздать условия микрогравитации и исследовать поведение в них различных частиц, химических веществ и микроскопических живых организмов.
Это позволит ученым исследовать некоторые области без необходимости отправки объектов исследований в космос, кроме этого, новая технология позволит манипулировать объектами, которые очень чувствительны к загрязнению, не прикасаясь к их поверхности.
Следующим шагом, которые собираются сделать ученые, станет модернизация технологии “тепловой” левитации для того, чтобы при ее помощи можно было поднимать объекты, размером более 1 сантиметра.
Кроме этого, ученые будут искать способы управления несколькими объектами, помещенными в одно “левитационное поле” для того, чтобы заставить эти объекты взаимодействовать друг с другом и с окружающей средой.
Воспользуйтесь нашими услугами
