Quando um ventilador sopra ar em uma sala, o fluxo de ar normalmente desacelera e se espalha. Agora em um novo estudo, os cientistas demonstraram o oposto:um fluxo de ar criado por um conjunto de ultrassom cuidadosamente controlado pode manter sua forma estreita e acelerar à medida que se afasta da fonte. Os pesquisadores explicam que é como se o fluxo de ar estivesse sendo empurrado por uma sequência de ventiladores invisíveis flutuando no ar. Eles esperam que a aceleração do fluxo de ar possa ter aplicações sem precedentes, como a capacidade de realizar e controlar reações químicas no ar.

Os físicos, Keisuke Hasegawa et al., da Universidade de Tóquio, RIKEN, e a Nanzan University, publicaram um artigo sobre o dirigível, fluxos de ar conduzidos por ultrassom em uma edição recente da Cartas de Física Aplicada .

Como explicam os pesquisadores, feixes acústicos de autoaceleração foram demonstrados várias vezes antes na água e no ar. Um aspecto importante do novo estudo é que os feixes podem ser controlados, marcando a primeira demonstração de um feixe de autoaceleração macroscópico orientável eletronicamente no espaço livre.

Os pesquisadores usaram um tipo de feixe chamado feixe de Bessel, que tem a propriedade incomum de não se espalhar enquanto se propaga, mas sim mantendo um estreito, forma bem focada. Os cientistas geraram esses feixes usando uma série de fases de aproximadamente 1000 transdutores de ultrassom. Cada transdutor converte um sinal elétrico em uma onda de ultrassom, e o ajuste das frentes de onda dessas ondas emitidas controla a direção do fluxo de ar. O campo de ultrassom também produz energia cinética, que acelera o fluxo de ar à medida que se propaga para a frente. Em experimentos, os pesquisadores demonstraram que o ponto com a velocidade mais alta pode estar localizado a 30 centímetros ou mais de distância da fonte de som.

Uma das características mais interessantes do feixe é que a inclinação da matriz de ultrassom não é necessária para controlar a direção do feixe. Em vez de, o feixe é eletronicamente orientável por meio do ajuste das frentes de onda, que forma um feixe inclinado sem inclinar a matriz. Os pesquisadores também mostraram que o fluxo de ar é poderoso o suficiente para ser sentido pela mão e guiar o vapor d'água na direção desejada.

Os cientistas esperam que a capacidade de gerar um fluxo de ar com essas propriedades únicas levará a novas aplicações, como a realização de reações químicas no ar, amostragem de uma concentração de gás, e em estudos de etologia, como investigar como os animais respondem aos feromônios no ar.

"Animais reagem a substâncias fisiológicas no ar, como feromônios, "Hasegawa disse Phys.org . "Esperamos que tais substâncias possam ser transportadas para os animais-alvo e observar sua reação. Nosso método não precisa restringir seus movimentos ou exigir que usem instrumentos específicos. Portanto, seria uma oportunidade de observar a reação natural dos animais."

No futuro, os pesquisadores planejam explorar mais métodos para controlar o fluxo de ar.

"Atualmente, estamos planejando criar fluxos mais preferíveis para o transporte de substâncias aerotransportadas, "Hasegawa disse." Por exemplo, fluxos atuais envolvem turbulência, que deteriora a localização espacial das substâncias transportadas. Achamos que é possível tornar o fluxo mais semelhante a um fluxo laminar, projetando o campo de ultrassom de uma forma refinada. "

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