科學(xué)家研發(fā)可用3D打印機(jī)制作的聲波牽引束裝置
據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道舒搬,單向聲學(xué)牽引束是一種利用單向聲波捕捉并牽引物體的裝置存睬。阿西爾·馬佐博士(Dr Asier Marzo)在西班牙納瓦拉公立大學(xué)攻讀博士學(xué)位時(shí)衩凤,曾參與了該裝置的研發(fā)唤邻。如今,作為布里斯托大學(xué)的一名助理研究員掸绞,馬佐博士對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了調(diào)整泵三,使得任何人都可以通過(guò)3D打印制造出這一裝置,并在一段視頻中給出了解釋衔掸。
“它還能使蒼蠅之類(lèi)的小物體懸浮在空中烫幕。使用起來(lái)非常方便〕ㄓ常”該研究團(tuán)隊(duì)帶頭人馬佐博士指出较曼。
該技術(shù)讓人們看到了一線希望:將來(lái)我們也許能利用類(lèi)似的技術(shù),移動(dòng)較大的物體振愿。
該研究將被發(fā)表在本周的《應(yīng)用物理通訊》期刊上捷犹。其中解釋了聲波束的制造過(guò)程。
雖然利用聲波使物體懸浮埃疫、移動(dòng)并不是什么新概念伏恐,但這項(xiàng)新科技的不同之處在于孩哑,它不僅僅能用聲波推動(dòng)物體,還能拉動(dòng)物體翠桦,包括小珠子和昆蟲(chóng)等等横蜒。
馬佐博士表示:“關(guān)鍵在于,它能把物體拉向聲源方向争萎。將物體推離聲源是很容易實(shí)現(xiàn)的候铸,但要把它們拉向聲源就很困難了。當(dāng)你移動(dòng)牽引束時(shí)谍售,物體也會(huì)隨之移動(dòng)眨额,否則就會(huì)被牽引束困住、一動(dòng)不動(dòng)学掉。它還能使蒼蠅之類(lèi)的小物體懸浮在空中笋再。使用起來(lái)非常方便。我們會(huì)給出一套使用說(shuō)明姐阎,介紹需要用到哪些部件缤贯,還會(huì)提供一段分步講解視頻。用到的元件都非常簡(jiǎn)單浦匾,在亞馬遜上不到50英鎊(約合420元人民幣)就能買(mǎi)到瑰柄。”
自制聲波牽引束具有非常廣泛的用途涝填,甚至能用來(lái)研究低引力環(huán)境對(duì)生物的影響蚣碰。
“近期有幾篇論文提出了這樣的問(wèn)題:如果我們將胚胎懸浮在空中,它會(huì)如何生長(zhǎng)誓沸?如果我們將細(xì)菌懸浮在空中梅桩,又會(huì)發(fā)生什么事情?”馬佐博士指出蔽介,例如摘投,研究人員發(fā)現(xiàn),腸道沙門(mén)氏菌懸浮在空中時(shí)的毒性會(huì)增強(qiáng)三倍虹蓄。有些微生物在微重力環(huán)境下會(huì)產(chǎn)生不同的反應(yīng)犀呼。”
該裝置采用了三種不同的設(shè)計(jì)薇组,每種采用了不同的波長(zhǎng)外臂,能夠用來(lái)牽引不同的物體。
不過(guò)律胀,該裝置依然很難牽引直徑超過(guò)聲波波長(zhǎng)一半的物體宋光。這就導(dǎo)致可以被牽引的物體直徑僅有幾毫米。
該裝置的工作原理如下:牽引束在單個(gè)聲源處產(chǎn)生聲波炭菌。裝置采用的超材料(metamaterial)中包含大量長(zhǎng)度不同的管狀結(jié)構(gòu)罪佳。當(dāng)聲波通過(guò)這些管狀結(jié)構(gòu)之后逛漫,就構(gòu)成了牽引束。
馬佐博士指出:“我們此前曾研發(fā)過(guò)一種牽引束锉择,但它結(jié)構(gòu)復(fù)雜土霞、成本高昂,因?yàn)樗枰玫较辔魂嚵泄蹬В簿褪且惶讖?fù)雜的電子元件系統(tǒng)每访。而在此次研究中,我們研發(fā)了一種簡(jiǎn)單的稠臣、靜態(tài)的牽引束康蚯,只需用到一塊靜止的材料【粢校”
研究人員需要解決的主要問(wèn)題之一是侦纳,要讓該裝置不受低端3D打印機(jī)的限制。等這一問(wèn)題解決之后也您,該研究團(tuán)隊(duì)將著手研發(fā)該牽引束的其余部分狂篇,并采用易于購(gòu)買(mǎi)的、由開(kāi)源電子設(shè)備供應(yīng)商提供的元件赁栈。
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