雖然科學(xué)家們之前早就能夠利用聲波懸浮水滴等小物體,但這個(gè)球是他們利用聲波能懸浮起來(lái)的最大物體。
聲懸浮通過(guò)利用相反聲波束創(chuàng )造出駐波起作用。這些駐波擁有能在高低壓力之間振蕩的波峰,科學(xué)家們能利用它們來(lái)將物體懸浮起來(lái)。
科學(xué)家們一般利用兩束相反的聲波來(lái)懸浮水滴或者直徑比聲波波長(cháng)短得多的聚苯乙烯球。
傳統技術(shù)能將物體困在壓力節點(diǎn)內,在這個(gè)最有效點(diǎn)處駐波壓力根本就不會(huì )發(fā)生變化,因此物體下方的聲波就像乒乓球拍一樣不斷地將物體向上頂。
這是科學(xué)家們首次利用聲懸浮讓直徑為聲波波長(cháng)3.6倍、質(zhì)量約為1.5克的聚苯乙烯球懸浮起來(lái)。
這應該是科學(xué)家們利用傳統聲技術(shù)和超聲波(其頻率約為20千赫,波長(cháng)14毫米,直徑約為4毫米)能懸浮起來(lái)的最大物體。
來(lái)自巴西圣保羅大學(xué)的Marco Andrade是研究人員之一,他表示:“在我們的論文中,我們演示了我們可以結合多個(gè)超聲換能器來(lái)讓比超聲波波長(cháng)大得多的物體懸浮起來(lái)。我們能夠將超聲波懸浮起來(lái)的最大物體從其波長(cháng)的四分之一增加至50毫米,這幾乎是該超聲波波長(cháng)的3.6倍?!?div style="height:15px;">
為了達到這一目的,研究團隊用到了三個(gè)超聲換能器。比起將物體捕獲在壓力節點(diǎn)處,研究團隊讓駐波產(chǎn)生于換能器和物體之間。這意味著(zhù)球體受到了三個(gè)方向聲波的緩沖。
該團隊利用這一技術(shù),得以讓球體懸浮7毫米左右的高度,這幾乎是該超聲波波長(cháng)的一半了。研究人員們希望能夠通過(guò)調整他們的技術(shù)來(lái)讓物體懸浮更高,并在不同的角度懸浮起更大的物體。
Andrade說(shuō)道:“目前,我們只能讓物體懸浮在空中固定的位置。將來(lái),我們打算研發(fā)出能讓更大物體懸浮在空中的新設備?!?div style="height:15px;">
聲懸浮在未來(lái)分析和控制太空中的液體方面有著(zhù)重要用途,它們還能被研究人員們用來(lái)控制極熱或腐蝕性極強的材料。它還能幫助研究人員制造出星際迷航般的牽引光束設備,將物體拉到他們所在的方向。