Akoestische levitatie van grotere objecten

29 januari 2018, 20:27
Snel fluctuerende akoestische wervelingen laten voorwerpen zweven (University of Bristol). 
Snel fluctuerende akoestische wervelingen laten voorwerpen zweven (University of Bristol). 
Akoestische trekstralen gebruiken de kracht van geluid om deeltjes stabiel in de lucht te houden. In tegenstelling tot magnetische levitatie kunnen ze de meeste vaste stoffen, vloeistoffen of zelfs kleine insecten laten zweven.

Voor het eerst hebben ingenieurs van de Universiteit van Bristol aangetoond dat het mogelijk is om objecten, die groter zijn dan de golflengte van het geluid, in een akoestische trekstraal stabiel te houden. Deze ontdekking opent de deur naar de manipulatie van capsules of microchirurgie in het menselijk lichaam. Het transport van grotere objecten lijkt nu ook mogelijk te zijn.

Onderzoekers dachten eerder dat akoestische trekstralen zich fundamenteel beperkten tot het leviteren van kleine objecten. Eerdere pogingen met deeltjes groter dan de golflengte waren onstabiel, waarbij objecten onbeheersbaar gingen ronddraaien. Dit komt doordat het roterend geluidsveld een deel van zijn draaiende beweging overbrengt naar het object, waardoor ze steeds sneller in een baan gaat draaien totdat ze worden uitgeworpen. 

De nieuwe aanpak, die in Physical Review Letters is gepubliceerd, maakt gebruik van snel fluctuerende akoestische wervelingen. Deze zijn vergelijkbaar zijn met geluidstornado's met een twisterachtige structuur (hard geluid rondom een stille kern).

De onderzoekers ontdekten dat de rotatiesnelheid fijn kan worden geregeld door de draairichting van de wervels snel te veranderen, waardoor de trekstraal stabiel wordt. Vervolgens konden ze de omvang van de stille kern vergroten, waardoor het grotere objecten kon vasthouden. Werkend met ultrasone golven van 40kHz (vleermuizen horen dit) hielden de onderzoekers een polystyreen bol van twee centimeter in de trekstraal. Deze bol meet meer dan twee akoestische golflengtes en werd ‘gevangen’ in de trekstraal. Het onderzoek suggereert dat in de toekomst veel grotere objecten op deze manier kunnen worden geleviteerd.
 

Hoe u zelf een acoustische trekstraal met een Arduino bouwt, ziet u in deze video.
Reacties worden ingeladen...
gerelateerde items