Σάββατο, 31 Αυγούστου 2013

~ * Τα ηχητικά κύματα που αιώρηση σε κίνηση Τεχνική μεταφέρει μη μαγνητικά σωματίδια, όπως τα κύτταρα, τα σταγονίδια νερού και κατακάθια καφέ * ~




EΠΙΠΛΈΟΝΤΑ ΑΝΤΙΚΕΊΜΕΝΑ
Χρησιμοποιώντας μια πλατφόρμα τεμάχια αλουμινίου για να χειραγωγήσουν τα ηχητικά κύματα, οι ερευνητές μπορούν να κινηθούν αιωρούμενο αντικείμενα (όπως αυτή η σταγόνα φθορίζοντος χρώματος πράσινου).


Με Meghan Rosen
Web έκδοση: 15, Ιουλίου 2013 
Εκτύπωση Έκδοση: 24 Αυγούστου 2013? Vol.184 # 4 (σελ. 10)


Αιωρούμενο αντικείμενα μπορεί να περιστρέψει, γλιστρούν και να συγκρούονται μεταξύ τους - δεν υπάρχουν μαγνήτες ή μαγικά κόλπα που απαιτούνται.

Χρησιμοποιώντας σταθερή ροή των ηχητικών κυμάτων, οι μηχανικοί κινούνται αιωρείται οδοντογλυφίδες, κόκκους καφέ και σταγονίδια νερού μέσω του αέρα, μια ομάδα από το ETH Zurich αναφέρει 15 Ιουλ. στα Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών . Οι επιστήμονες θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν την αφή χωρίς τεχνική για το χειρισμό ήπια τη λεπτή ή επικίνδυνα χημικά εργαστηρίων ή για να αποφευχθεί η μόλυνση των κυττάρων σε βιολογικά πειράματα.

"Είναι ένα όμορφο κομμάτι της εργασίας», λέει ο Penn State bioengineer Τόνι Ιούνιο Huang, ο οποίος έχει χρησιμοποιήσει ήχο για να χειραγωγήσουν τα σωματίδια σε υγρό. Σε μία μόνο συσκευή, οι συγγραφείς της μελέτης μπορεί να κινηθεί δύο αιωρούμενα σωματίδια σε διαφορετικές κατευθύνσεις ή να τους συγκλίνουν. Κανείς δεν έχει κάνει αυτό πριν, λέει ο Huang.

Οι επιστήμονες έχουν γνωστό εδώ και χρόνια πώς να χρησιμοποιούν τα ηχητικά κύματα να υψώσουν σωματίδια στον αέρα, μια διαδικασία γνωστή ως ακουστική αιώρηση. Αλλά μετακίνηση των αρθεί κομμάτια γύρω ήταν πιο δύσκολο. Τα ηχητικά κύματα τείνουν να παγιδεύσει ένα αιωρούμενο αντικείμενο σε ένα σταθερό τσέπη του χώρου.

Η νέα τεχνική μετακινεί τις τσέπες γύρω από την παραμόρφωση ενός τομέα των ηχητικών κυμάτων, αφήνοντας τους ερευνητές μεταφοράς παγιδευμένα αντικείμενα αρκετών εκατοστών, λέει ένας από τους ερευνητές Δήμος Πουλικάκος, μηχανολόγος μηχανικός στο Πολυτεχνείο της Ζυρίχης.

"Πριν, ήταν σαν να είχατε ένα όμορφο αυτοκίνητο, αλλά θα μπορούσαν να σταθμεύσουν μόνο," λέει ο Πουλικάκος. "Τώρα μπορείτε να οδηγήσετε το αυτοκίνητο."

Για να επιτευχθεί αιώρηση, Πουλικάκος και οι συνεργάτες του δονείται τεμάχια αλουμινίου για το μέγεθος των γραμματοσήμων πάνω και κάτω, σαν μικροσκοπικά κομπρεσέρ. Η ταχεία buzz κλωτσιές μέχρι τα ηχητικά κύματα που ταξιδεύουν προς τα πάνω μέχρι να χτυπήσει έναν ανακλαστήρα Plexiglas και στη συνέχεια να αναπηδήσει πίσω στο μπλοκ.

Όταν αυτά τα κύματα που τρέχει σε αναρριχώμενες, μπορούν να ακυρώσουν έξω, δημιουργώντας ένα χαμηλής πίεσης τσέπης που μπορεί να αντέξει το βάρος ενός αντικειμένου.

Με ρύθμιση ποσοστά δόνηση για να ελέγχουν τη θέση του θύλακα, οι ερευνητές θα μπορούσε να επιπλέουν τα σωματίδια σε μια σκακιέρα των μπλοκ αλουμινίου. Η ομάδα χρησιμοποίησε την τεχνική για να αναμίξετε σταγονίδια των κυττάρων με το DNA. Θα γλίστρησε επίσης μια φούσκα του νερού σε ένα σφαιρίδιο μεταλλικού νατρίου για να καταδείξει πώς να εργάζονται με ασφάλεια με επικίνδυνα υλικά από απόσταση. Όταν το νερό χτύπησε το μέταλλο, το combo εξερράγη, εκπέμπουν εύφλεκτα αέρια υδρογόνου. 

Πουλικάκος και οι συνεργάτες του και παρασύρει μαζί αιωρούμενο σταγόνες νερού και την άμεση κόκκους καφέ για να κάνουν μικροσκοπικά κύπελλα του Τζο. "Αυτό ήταν απλά για διασκέδαση», λέει. Αλλά το πείραμα αναδεικνύει ένα πλεονέκτημα σε σχέση μαγνητικής αιώρησης: Η νέα τεχνική δεν απαιτεί από τα επιπλέοντα αντικείμενα να είναι μαγνητικά.

Η μέθοδος μπορεί επίσης να είναι μια βελτίωση σε σχέση microfluidic τσιπ, συσκευές που συνδυάζουν μικροσκοπικά υγρά ποσά μαζί σε κανάλια σκαλισμένα σε πλαστικό ή γυαλί, λέει ο Pierre Lambert μηχανικός μικρορευστομηχανικών στο Université Libre de Bruxelles. Αν και τα τσιπ επιτρέπουν στους επιστήμονες να αναμειγνύεται χημικά, τα υγρά επικοινωνήστε ακόμα σκαλισμένα τα κανάλια των συσκευών. Μετεωρισμού μπορεί να κρατήσει τα υγρά από το αγγίξετε οτιδήποτε, αλλά ο αέρας.

"Βασικά, ό, τι γίνεται σε microfluidic τσιπ θα μπορούσε να γίνει με αιώρηση," λέει ο Lambert.

Τώρα, Πουλικάκος είναι κλιμάκωση σκακιέρα του και εργάζεται για τη μετακίνηση βαρύτερα αντικείμενα, όπως σφαιρίδια χάλυβα.
Με την ολίσθηση ένα σφαιρίδιο μεταλλικού νατρίου (αριστερά) σε μια σταγόνα νερού (δεξιά), οι μηχανικοί δείχνουν πώς να χειριστεί με ασφάλεια επικίνδυνες χημικές ουσίες που χρησιμοποιούν ακουστική αιώρηση. 
Ευγενική προσφορά του Daniele Foresti.






Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου