Físicos desarrollan forma de levitar objetos utilizando solo sonido

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Traducción: Laura Márquez

Este método desarrollado para levitar y manipular objetos diminutos con ondas sonoras podría representar un gran paso para la tecnología.

Ingenieros en Japón han descubierto cómo recoger objetos de superficies mediante levitación acústica. Aunque todavía no pueden hacerlo de manera confiable, el avance podría ayudar a desbloquear todo el potencial de la manipulación de objetos físicos usando nada más que sonido.

La ingeniería biomédica, la nanotecnología y el desarrollo de fármacos son algunos de los campos en los que manipular objetos sin tocarlos es potencialmente útil. Ya podemos hacer esto con una tecnología llamada pinzas ópticas, que utilizan láseres para generar suficiente presión de radiación para levitar y mover partículas extremadamente pequeñas.

Las pinzas acústicas tienen el potencial de una herramienta poderosa. Estas podrían usarse para manipular una gama más amplia de materiales y en tamaños más grandes, hasta la escala milimétrica.

Sin embargo, a pesar de descubrirse por primera vez en 1980, existen limitaciones significativas que impiden que las pinzas acústicas tengan una amplia aplicación práctica. Antes que nada se necesita una “trampa” fiable formada por ondas sonoras. 

Es verdad que se pueden usar conjuntos hemisféricos de transductores acústicos para crear la trampa de sonido, pero controlarlos en tiempo real es complicado, ya que necesita crear el campo de sonido adecuado para levantar un objeto y alejarlo de los transductores. 

Transductor

También se vuelve aún más complicado si hay una superficie que refleja el sonido, ya que esto puede complicar el campo sonoro. 

Los ingenieros Shota Kondo y Kan Okubo de la Universidad Metropolitana de Tokio en Japón han descubierto cómo construir una matriz acústica hemisférica que pueda levantar una bola de poliestireno de 3 milímetros de una superficie reflectante.

“Proponemos una matriz de transductores ultrasónicos hemisféricos multicanal para captación sin contacto en un escenario rígido con reflexión”,

escribieron en su artículo.

Su técnica se basa en dividir la matriz de transductores en bloques, lo que es más manejable que intentar controlar los transductores individualmente. Luego, usan un filtro inverso para reproducir sonidos basados ​​en la forma de onda acústica.

Esto ayuda a optimizar la fase y amplitud de cada canal del transductor para producir el campo acústico deseado. Finalmente, las simulaciones tridimensionales muestran cómo y dónde se genera el campo.

Este campo se mueve alrededor de la partícula atrapada en él. Usando esta matriz, los investigadores pudieron recoger su espuma de poliestireno de una superficie reflejada, pero de manera poco confiable, porque a veces la bola se dispersaba lejos de la presión acústica, en lugar de quedar atrapada. 

Espuma de poliestireno

Sin embargo, el trabajo representa un paso adelante, ya que nunca antes se había realizado la captación sin contacto desde una superficie reflectante. Incluso hacerlo de manera poco confiable nos muestra cómo avanzar. 

“En estudios futuros se mejorará la solidez del método propuesto para el uso práctico de la captación sin contacto”,

escribieron los investigadores.

La investigación ha sido publicada en la Revista Japonesa de Física Aplicada.

Fuente:
https://www.sciencealert.com/scientists-have-developed-a-new-way-to-levitate-objects-with-sound?fbclid=IwAR21PtNNeqogbyUGAkO0NbUtbQqdPKph6E1YzlYVu1VEQVbxXYs84RteVMQ 

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