Pesquisadores da Universidade Metropolitana de Tóquio aprimoraram com sucesso a tecnologia para levantar pequenas partículas usando ondas sonoras. Suas "pinças acústicas" podiam levantar coisas de superfícies reflexivas sem contato físico, mas a estabilidade continuava sendo um problema. Agora, usando um algoritmo adaptativo para ajustar como as pinças são controladas, eles melhoraram drasticamente a estabilidade com que as partículas podem ser levantadas. Com uma maior miniaturização, essa tecnologia pode ser implantada em uma vasta gama de ambientes, incluindo o espaço.
Como qualquer um ao lado de um alto-falante pode atestar, as ondas sonoras podem exercer uma força física real. Com o arranjo correto de alto-falantes na frequência, amplitude e fase corretas, torna-se possível sobrepor essas ondas e configurar um campo de influência que pode empurrar, levantar e segurar objetos físicos. Essa tecnologia de pinça acústica promete manipulação de pequenos objetos completamente sem contato e sem contaminação.

No ano passado, o Dr. Shota Kondo e o Professor Associado Kan Okubo, da Universidade Metropolitana de Tóquio, realizaram levantamento e movimento sem contato de partículas de tamanho milimétrico usando uma matriz hemisférica de pequenos transdutores de ultrassom. Os transdutores seriam acionados individualmente de acordo com um algoritmo exclusivo, permitindo que eles estabelecessem campos de pressão sonora que, em última análise, levantassem e movessem objetos. No entanto, a estabilidade de suas "pinças acústicas" permaneceu uma questão pendente.

Agora, a mesma equipe criou uma maneira de usar a mesma configuração para obter melhorias significativas em como eles podem levantar partículas de superfícies rígidas. Existem dois "modos" nos quais os transdutores podem ser acionados, onde metades opostas de sua matriz hemisférica são acionadas e desfasadas. A nova visão da equipe é que modos diferentes são mais adequados para fazer certas coisas.

Começando com uma partícula em uma superfície, um modo de excitação "em fase" é melhor para levantar e mover a partícula para perto da superfície, com o direcionamento preciso de partículas individuais com apenas um centímetro de distância. Enquanto isso, um modo "fora de fase" é mais adequado para trazer a partícula levantada para o centro da matriz. Assim, usando uma comutação adaptativa entre os modos, eles agora podem aproveitar o melhor de ambos os modos e obter uma elevação estável e bem controlada, além de mais estabilidade dentro da armadilha depois de levantada.

Este é um passo importante para uma tecnologia futurista que poderá um dia ser implantada para manipular amostras que precisam ser mantidas estritamente livres de contaminação. A equipe também espera que possa encontrar aplicação prática no espaço um dia, onde competir contra a gravidade não é um problema. O estudo atual foi publicado no Japanese Journal of Applied Physics . + Explorar mais

As pinças acústicas podem pegar objetos sem contato físico