Pesquisadores da Aalto University descobriram um fenômeno surpreendente que muda a forma como pensamos sobre como o som pode mover partículas. O experimento é baseado em um experimento famoso reconhecível em salas de aula de ciências do ensino médio em todo o mundo - o experimento Chlandni Plate, onde as partículas se movem em uma superfície vibrante. O experimento foi realizado pela primeira vez em 1787 por Ernst Chladni, que agora é conhecido como o pai da acústica. O experimento de Chladni mostrou que quando uma placa está vibrando em uma determinada frequência, partículas pesadas se movem em direção às regiões com menos vibração, chamadas de linhas nodais. Este experimento foi repetido extensivamente ao longo dos séculos desde então, e moldou o entendimento comum de como as partículas pesadas se movem em uma placa vibratória. Mas pesquisadores da Aalto University mostraram agora um caso em que partículas pesadas se movem em direção às regiões com mais vibrações, ou antinodos. "Este é um resultado surpreendente, quase uma contradição às crenças comuns, "diz o professor Quan Zhou.

Os pesquisadores instalaram uma placa de silício em um transdutor piezoelétrico e submergiram na água. Eles espalham esferas de vidro sub-mm na placa, e vibrou a placa com sinais de diferentes frequências, criando ondas no prato. Os pesquisadores ficaram surpresos ao observar que as partículas se movem em direção aos antinodos, formando o que eles apelidaram de "padrões inversos de Chladni".

Um aspecto interessante é que o sistema pode criar movimentos previsíveis em uma ampla faixa de frequências. "Podemos mover partículas em quase qualquer frequência, e não contamos com a ressonância da placa ", diz Zhou. "Isso nos dá muita liberdade no controle de movimento."

Usando o fenômeno recém-descoberto, os pesquisadores conseguiram controlar com precisão o movimento de partículas individuais e um enxame de partículas na placa submersa. Em um exemplo, eles moveram uma partícula em um labirinto na placa, escreveu palavras que consistem em letras separadas, e fundido, transportou e separou um enxame de partículas ao tocar diferentes notas musicais.

"Muitos procedimentos em pesquisa farmacêutica e montagem de microssistemas exigem a capacidade de mover e manipular pequenas partículas facilmente. Usando apenas um único atuador para fazer todas essas coisas diferentes, estamos abrindo um caminho para novas técnicas de manuseio de partículas ", diz Zhou. "Além disso, o método pode inspirar os futuros sistemas de fábrica em um chip. "

O estudo é publicado hoje em Cartas de revisão física .