คลื่นเสียงทำให้การลอยตัวเคลื่อนที่

วัตถุที่ลอยได้สามารถหมุน ร่อน และชนเข้าด้วยกัน โดยไม่ต้องใช้แม่เหล็กหรือกลอุบายใดๆทีมวิศวกรจาก ETH Zurich รายงานในวันที่ 15 กรกฎาคมในProceedings of the National Academy of Sciences โดยใช้คลื่นเสียงที่ สม่ำเสมอ นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้เทคนิคที่ไม่ต้องสัมผัสเพื่อจัดการกับสารเคมีในห้องปฏิบัติการที่ละเอียดอ่อนหรือเป็นอันตรายอย่างนุ่มนวล หรือเพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนเซลล์ในการทดลองทางชีววิทยา

“มันเป็นงานที่สวยงาม” Tony Jun Huang นักชีวเคมีแห่ง Penn State 

ผู้ซึ่งเคยใช้เสียงเพื่อจัดการกับอนุภาคในของเหลวกล่าว ในอุปกรณ์เครื่องเดียว ผู้เขียนงานวิจัยสามารถเคลื่อนย้ายอนุภาคในอากาศสองอนุภาคไปในทิศทางที่ต่างกันหรือทำให้อนุภาคเหล่านี้มาบรรจบกัน Huang กล่าวว่าไม่มีใครเคยทำมาก่อน

นักวิทยาศาสตร์รู้จักวิธีการใช้คลื่นเสียงเพื่อยกอนุภาคในอากาศมาหลายปีแล้ว ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าการลอยด้วยคลื่นเสียง แต่การย้ายชิ้นส่วนที่ยกขึ้นไปมานั้นท้าทายกว่า คลื่นเสียงมักจะดักจับวัตถุที่ลอยอยู่ในช่องที่คงที่

Dimos Poulikakos ผู้ร่วมวิจัยด้านการศึกษา วิศวกรเครื่องกลของ ETH Zurich ระบุว่า เทคนิคใหม่นี้จะเคลื่อนกระเป๋าไปรอบๆ โดยทำให้สนามคลื่นเสียงเสียรูป ทำให้นักวิจัยสามารถขนส่งวัตถุที่ติดอยู่ได้หลายเซนติเมตร

“ก่อนหน้านี้ มันเหมือนกับว่าคุณมีรถที่สวยงาม แต่ทำได้แค่จอด” ปูลิกากอสกล่าว “ตอนนี้คุณขับรถได้แล้ว”

เพื่อให้เกิดการลอยตัว Poulikakos และเพื่อนร่วมงานจะสั่นบล็อกอะลูมิเนียมที่มีขนาดเท่ากับแสตมป์ขึ้นและลง เช่น ค้อนขนาดเล็ก เสียงกระหึ่มอย่างรวดเร็วทำให้เกิดคลื่นเสียงที่แล่นขึ้นไปจนกระทบกับแผ่นสะท้อนแสงเพล็กซิกลาสแล้วเด้งกลับลงมาที่บล็อก

เมื่อคลื่นที่ตกลงมากระทบตัวปีน พวกมันสามารถหักล้างได้ ทำให้เกิดช่องแรงดันต่ำที่สามารถรองรับน้ำหนักของวัตถุได้

โดยการปรับอัตราการสั่นสะเทือนเพื่อควบคุมตำแหน่งของกระเป๋า นักวิจัยสามารถลอยอนุภาคบนกระดานหมากรุกของบล็อกอะลูมิเนียม ทีมวิจัยได้ใช้เทคนิคนี้ในการผสมหยดของเซลล์กับดีเอ็นเอ พวกเขายังร่อนฟองอากาศเข้าไปในก้อนโลหะโซเดียมเพื่อสาธิตวิธีการทำงานกับวัสดุอันตรายจากระยะไกลได้อย่างปลอดภัย เมื่อน้ำกระทบโลหะ คอมโบก็ระเบิด ปล่อยก๊าซไฮโดรเจนที่ติดไฟได้ออกมา 

Poulikakos และเพื่อนร่วมงานก็ลอยหยดน้ำและเม็ดกาแฟสำเร็จรูปที่ลอยมารวมกันเพื่อทำถ้วยเล็ก ๆ ของ Joe “นั่นเป็นเพียงเพื่อความสนุกสนาน” เขากล่าว แต่การทดลองเน้นย้ำถึงข้อได้เปรียบเหนือการลอยตัวด้วยแม่เหล็ก: เทคนิคใหม่นี้ไม่ต้องการให้วัตถุที่ลอยอยู่เป็นแม่เหล็ก

วิธีการนี้อาจเป็นการปรับปรุงให้ดีขึ้นกว่าชิปไมโครฟลูอิดิก อุปกรณ์ที่ผสมของเหลวจำนวนเล็กน้อยเข้าด้วยกันในช่องที่แกะสลักเป็นพลาสติกหรือแก้ว Pierre Lambert วิศวกรไมโครฟลูอิดิกส์ที่ Université libre de Bruxelles กล่าว แม้ว่าชิปจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถผสมสารเคมีได้ แต่ของเหลวยังคงสัมผัสกับช่องที่แกะสลักของอุปกรณ์ การลอยตัวสามารถป้องกันไม่ให้ของเหลวสัมผัสสิ่งใดนอกจากอากาศ

“โดยทั่วไปทุกอย่างที่ทำบนชิปไมโครฟลูอิดิกสามารถทำได้โดยการลอย” แลมเบิร์ตกล่าว

ตอนนี้ Poulikakos กำลังขยายกระดานหมากรุกของเขาและทำงานกับวัตถุที่มีน้ำหนักมาก เช่น เม็ดเหล็ก

credit : yukveesyatasinir.com alriksyweather.net massiliasantesystem.com tolkienguild.org csglobaloffensivetalk.com bittybills.com type1tidbits.com monirotuiset.net thisiseve.net atlanticpaddlesymposium.com