Фото: Shota Kondo and Kan Okubo 2021 Jpn. J. Appl. Phys. 60 SDDD16
Фото: Shota Kondo and Kan Okubo 2021 Jpn. J. Appl. Phys. 60 SDDD16

В Японии научились перемещать объекты с помощью звука

Ученые в эксперименте подняли небольшой шарик и удерживали его над поверхностью с помощью звуковых волн. Какое будущее у этой разработки?

Ученые из Токийского столичного университета бесконтактно удерживали и поднимали маленький полистироловый шарик с поверхности с помощью звука — до этого использовали только свет. В будущем технологию можно будет адаптировать к другим частицам и материалам.

Частицы размером 1 мм уже вовсю летают

Ученые уже несколько лет перемещают микроскопические объекты с помощью света.

Теперь появилась альтернатива лучше и мощнее. Акустическая ловушка — это технология, где вместо оптических волн объект летает в воздухе при помощи звуковых волн. Плюс этой ловушки в том, что она подходит для большего диапазона объектов и материалов — исследователи уже смогли заставить летать частицы размером в миллиметр.

У технологии все равно есть технические проблемы — расстояние.

Ультразвуковых преобразователей много, и ученым сложно управлять ими всеми в режиме реального времени, чтобы создавать вдалеке звуковые поля.

А если вдруг объект, который нужно перенести, не только далеко, но и находится около поверхности, отражающей звук, задача усложняется вдвойне.

Для этого ученые из Токийского столичного университета разработали новый подход — они научились перемещать объекты размером в 1 мм с помощью отражающей поверхности в виде полусферы с массивом датчиков.

Таким образом им не нужно уравлять каждым элементом в отдельности. Вместо этого ученые разбили массив на управляемые блоки. Для каждого блока специальный фильтр подбирает оптимальную фазу и амплитуду для управления, чтобы создать единую ловушку на расстоянии от самих преобразователей.

Шарик поднялся в воздух на 2 см / Shota Kondo and Kan Okubo 2021 Jpn. J. Appl. Phys. 60 SDDD16
Шарик поднялся в воздух на 2 см / Shota Kondo and Kan Okubo 2021 Jpn. J. Appl. Phys. 60 SDDD16