Фізики змогли керувати електрикою за допомогою ультразвуку

Фізики знайшли спосіб керувати іскровим розрядом за допомогою ультразвуку. Новий метод не вимагає дорогого обладнання та допоможе просто і точно керувати іскрою. Іскровий розряд використовують для зварювання, живлення електроніки, знищення бактерій або займання палива в деяких автомобільних двигунах. Цей тип електричного розряду складно контролювати у відкритому просторі — дугові розряди поділяються на хаотичні гілки, які прагнуть найближчих металевих об’єктів. Ці маленькі блискавки можуть пошкодити об’єкти, які вдарять.

Міжнародний колектив фізиків знайшов спосіб регулювати передачу електрики через повітря ультразвуком. Рівень контролю над іскрами дозволяє спрямовувати їх навколо перешкод або точно потрапляти до певних точок, навіть на непровідних матеріалах. Робота опублікована в журналі Science Advances.

«Ми спостерігали це явище більше року тому, потім витратили місяці на те, щоб навчитися його контролювати, і ще більше часу — щоб знайти пояснення», — говорить доктор Асьєр Марсо (Asier Marzo) з Університету Наварри, Іспанія, провідний автор дослідження.

Іскра електричного розряду нагріває повітря, воно розширюється і стає менш щільним. Це гаряче повітря можна спрямовувати ультразвуковими хвилями між областями з різною інтенсивністю звуку. Наступні іскри йдуть за цими областями більш розрідженого повітря, тому що вони можуть утворитися простіше через його нижчої напруги пробою.

«Точний контроль над іскрами дозволяє використовувати їх у різних областях, таких як атмосферні дослідження, біологічні процедури і виборче харчування ланцюгів», — коментує професор фізики Арі Салмі (Ari Salmi) з Університету Гельсінкі, Фінляндія.

Раніше вчені направляли іскри лише за допомогою викликаних лазерним випромінюванням розрядів – електролазерів. Для цього були потрібні небезпечні лазери, а також точна синхронізація між лазером та електричним розрядом. Новий метод використовує ультразвук замість лазерів, він безпечний для очей та шкіри. Устаткування компактне, доступне за ціною і може працювати безперервно.

«Я натхненний можливістю використовувати дуже слабкі іскри для створення контрольованих тактильних відчуттів у руці, можливо, для створення першої контактної системи Брайля», — говорить Хосу Ірісарі (Josu Irisarri), перший автор публікації з Університету Наварри.