Уже не раз рассказывалось об устройствах акустической левитации, устройствах, способных удерживать в пространстве небольшие и легкие предметы при помощи стоячих акустических ультразвуковых волн. Однако, ученые из университета Сан-Паулу, Бразилия, разработали очередной вариант устройства акустической левитации, которое они называют наилучшим акустических левитатором в мире. И действительно, это устройство может не только с высокой точностью управлять положением предмета в пространстве, но и перемещать его, что должно обеспечить возможность практического использования этой технологии в самых различных областях.
Типичный акустический левитатор имеет расположенный наверху направленный акустический излучатель, генерирующий ультразвуковые волны. Эти волны распространяются вниз и отражаются вверх от параболического отражателя. Двигаясь назад, отраженные волны складываются с волнами, движущимися навстречу, образуя так называемую стоячую волну, имеющую четко определенные неподвижные максимумы и минимумы. Между областями максимумов и минимумов стоячей волны возникают зоны с повышенным давлением воздуха, которое создает силы, способные удерживать неподвижно в пространстве маленькие и легкие предметы, такие, как капли жидкостей или образцы живых тканей.
Для надежной работы технологии акустической левитации в классическом варианте требуется, чтобы излучатель и отражатель были полностью неподвижны и находились на одной оси и на строго заданном расстоянии друг от друга, иначе звуковые колебания не складываются должным образом и в пространстве не возникает стоячая волна. Но, уникальная геометрическая форма отражателя, разработанного бразильскими исследователями, позволяет устройству работать в качестве нерезонансного акустического левитатора, что, в свою очередь, означает, что положение излучателя и отражателя, равно как и расстояние между ними, может изменяться, не нарушая работы устройства в целом. Кроме всего этого, изменение ориентации отражателя позволяет перемещать в пространстве удерживаемый объект.
Пока опытный образец акустического левитатора способен удерживать лишь только шарики пенопласта, размером около 3 миллиметров. Но исследователи надеются, что дальнейшее улучшение технологии позволит создать новые устройства, способные удерживать и перемещать более массивные и большие предметы, такие, как образцы опасных материалов, фармацевтические препараты и другие вещи, к которым лучше не притрагиваться руками человека.
Естественно, что такая технология может найти широкое применение в разных областях производства. “На современных предприятиях существует множество роботов, задачей которых является лишь перемещение деталей с одного места на другое” – рассказывает Марко Аурелио Бриццотти Андраде (Marco Aurelio Brizzotti Andrade), руководитель данного проекта, – “При помощи технологии акустической левитации можно сделать тоже самое, при этом, даже не касаясь непосредственно тех вещей, которые будут перемещаться”.