В дополнение к полностью подробному видео с практическими рекомендациями, что группа, произведенная для общественности, результатов работы, развивающей это «сделай сам», переносной акустический луч трактора, появится на этой неделе как находящаяся в открытом доступе статья в Прикладных Письмах о Физике от AIP Publishing.Звуковое поднятие не новое, и использование звуковых волн, чтобы третировать макроскопические объекты или создать образцы в покоящемся песке и плавной воде, рассеяно всюду по YouTube и было в течение многих лет. Эта технология, однако, не является просто звуковым поднятием, используя звук, чтобы третировать объекты.На основе подобной фундаментальной физики, используемой, чтобы создавать оптические ловушки в течение многих десятилетий, эти лучи трактора верны для своего имени, на которое они тянут объекты, заманивая в ловушку маленькие бусинки – и даже насекомых – в их очагах.
«Самая важная вещь состоит в том, что это может привлечь частицу к источнику», сказал Марзо. «Очень легко выдвинуть частицы из источника, но что твердо, должен потянуть их к источнику; привлечь частицы. Когда Вы перемещаете луч трактора, шаги частицы, но иначе ловушка статична.
Это может поднять маленькие пластмассы; это может также поднять муху и маленькие биологические образцы. Это довольно удобно».Первые версии устройства, которое доказало возможное понятие, не были намного больше, чем эти новые, 3D версии для печати.
Однако их основная технология была более сложной и потребовала дорогой электроники.Большая часть расхода явилась результатом множества активных компонентов, что звуковые волны электронной формы, управляя, как и где они вмешиваются, чтобы создать получающуюся заманивающую в ловушку объект окружающую среду чуть выше множества.
«Ранее мы развивали луч трактора, но это было очень сложно и дорого, потому что это потребовало множества фазы, которое является сложной электронной системой», сказал Марзо. «В данной статье мы заставили простой, статический трактор сиять, это только требует статической части вопроса».Простота (и доступность) этого пассивного, подход статического вопроса прибывает из специальной архитектуры того вопроса, разработанного, чтобы заменить компоненты множества фазы и сформировать звуковые волны структурно вместо в электронном виде. Как звук, который теперь может быть произведен из единственного источника, проходит через эти тщательно разработанные элементы, волны сформированы внутренней структурой 3D печатного материала.
«Мы можем смодулировать простое использование волны, что назвало метаматериал, который является в основном частью вопроса с большим количеством труб различных длин. Звук проходит через эти трубы и когда он выходит из метаматериала, у него есть правильные фазы, чтобы создать луч трактора», сказал Марзо.
С эффектом, который, прежде всего, определен формой труб, исследовательская группа, сосредоточенная на оптимизации дизайна, чтобы позволить фальсификацию с общими 3D принтерами, гарантируя его, могла быть построена даже людьми, увлеченными своим хобби, приема.Согласно Marzo, это было, прежде всего, проблемой в резолюции, требуя дизайна, который не пострадает от ограниченной точности 3D носиков принтера более низкого уровня. «Мы должны были спроектировать трубы очень хорошо, чтобы позволить им быть 3D напечатанный с нормальным 3D принтером. У нормального 3D принтера есть много ограничений», сказал он.С теми преодоленными ограничениями группа развивала остальную часть системы луча трактора, используя легкодоступные компоненты, такой как от популярного общедоступного поставщика электроники, Ардуино.
Они даже произвели подробное видео с практическими рекомендациями для его строительства, связи, в которую включен ниже.«Будет ряд инструкций со списком необходимых компонентов и постепенного видео.
Компоненты очень просты, как Ардуино и моторный водитель, и все может быть куплено на Amazon для меньше, чем? 50 (приблизительно 70$)», сказал Марзо.Помимо серьезного произведения впечатление на гостей ужина, они сделай сам лучи трактора имеют много потенциального использования и могут даже стать новым инструментом для изучения эффектов низкой силы тяжести на биологические образцы.
Marzo указал, что этот тип исследования «микрогравитации» уже имеет интерес и поощренных биологов, чтобы найти их собственное применение для устройства.«Недавно было несколько бумаг о том, что происходит, если мы поднимаем эмбрион, как он развивается? Или что происходит, если мы поднимаем бактерии?» он сказал. «Например, они обнаружили, что сальмонелла в три раза более [опасна], когда она поднимается. Определенные микроорганизмы реагируют по-другому на микрогравитацию».
Есть три проекта устройства, каждого с заманиванием в ловушку профилей, подходящих для различных размеров объекта относительно длины волны используемого звука. Однако даже для полного внедрения лаборатории, где группа заманивает в ловушку более тяжелые объекты и даже жидкости, заманивая в ловушку объекты, больше, чем половина длины волны звука все еще, ставят проблему. Для практических частот, чуть выше того, что могут услышать люди, это ограничивает размер trappable объектов к нескольким миллиметрам.
Как Marzo и его коллективная работа, чтобы преодолеть эту проблему и продолжить улучшать возможности их лучей трактора, демократизация их технологии прокладывает путь к невыразимому использованию и изменениям от сообщества производителя. Так, вопрос действительно – что Вы сделали бы со своим собственным лучом трактора?