2017年1月4
这张图片显示了3厘米直径扩大polysterine悬浮球体DIY便携式拖拉机梁。(来源:榭Marzo)
去年,第一个单面声拖拉机梁—也就是说,第一个捕获和把一个对象使用声波从只有一个方向——从阿塞尔Marzo开发与援助。
当时,Marzo博士生在纳瓦拉的公立大学,现在是一个在布里斯托尔大学的研究助理。Marzo有领导的一组研究人员将3 d打印技术的人,对所有的目标和目的,但绝对不是没有一些组装。
彻底详细操作视频组对公众以及产生的结果的研究发展DIY (DIY),手持声拖拉机梁将作为开放获取出版论文本周发表在《应用物理快报》(每年出版)。
声悬浮不是未知的东西。技术利用声波来摆布宏观物体或形成模式在流水和休息沙子已经许多年了。它也广泛在YouTube上找到。然而,这项技术不仅是声波悬浮,即把对象通过使用周围的声音。
拖拉机梁是基于类似的基础物理应用几十年形成的光学陷阱。顾名思义,这些光束拉对象,捕获小珠子(有时是昆虫)焦点。
最重要的是,它可以吸引粒子源。很容易将粒子从源,但困难的是把它们向源;欧洲杯猜球平台吸引粒子。欧洲杯猜球平台把拖拉机梁时,粒子移动,但否则陷阱是静态的。它可以漂浮小塑料;它还可以漂浮术飞和小生物样本。这是非常方便。
榭Marzo,布里斯托尔大学研究助理
原型版本的设备演示了这一概念的合理性是不大于新,3 d打印版本。然而,背后的基本技术所需的原型版本是高度复杂和昂贵的电子产品。
成本的主要部分是由于活动组件的数组电子形成声波,操作方式和海浪干扰的地方形成结果object-trapping环境略高于数组。
“以前我们开发了一个拖拉机,但它是非常复杂和昂贵的,因为它需要一个相控阵,这是一个复杂的电子系统,”Marzo。”在这篇文章中,我们做了一个简单的静态拖拉机梁,只需要一张静态的物质。”
简单被动的承受能力,static-matter方法是由于独特的架构,这是结构性替代相控阵组件和结构形状的声波,而不是电子。时产生的声音,现在可以通过一个单一的来源——通过谨慎的结构化元素,3 d印刷材料的内部结构形状。
我们可以调整一个简单波使用所谓的超材料基本上是一个问题很多不同管的长度。声音通过这些管和当它退出超材料,它有正确的阶段创建一个拖拉机梁。
榭Marzo,布里斯托尔大学研究助理
这种效应主要取决于管子的形状,研究人员集中在优化设计,使常见的制造3 d打印机的使用,从而确保甚至家庭爱好者可以构造梁。
Marzo决议指出,这从根本上是一个挑战,需要设计不会影响低端的有限精度3 d打印机喷嘴。“我们需要工程师管得很好,让他们成为3 d打印正常的3 - d打印机。一个正常的3 - d打印机有很多局限性,“他说。
克服的局限性后,研究小组开发的剩余部分拖拉机梁系统利用方便组件制造流行的开源电子供应商,Arduino。团队也做了一个详细的入门视频相关建设。
“将有一组指令所需的组件和一个循序渐进的视频列表。组件是非常简单的,就像一个Arduino和一个汽车司机,和一切都可以在亚马逊上买不到£50(约70美元),“Marzo。
DIY拖拉机梁有许多潜在的用途。他们甚至可以成为一个新的工具,对生物样品分析低重力的影响。根据Marzo,这种“微重力条件下”研究已经吸引和激励生物学家的设备来开发自己的应用程序。
最近有几个论文关于发生了什么如果我们轻轻浮起一个胚胎,它是如何发展的?或者如果我们漂浮细菌?例如,他们发现沙门氏菌的三倍(毒性)悬浮。某些微生物对微重力的反应也不同。
榭Marzo,布里斯托尔大学研究助理
设备开发与三种不同的设计俘获概要文件适合不同大小的对象相对于声音的波长。然而,即使是在完成实验室执行较重的物体,甚至液体被困,它仍然是非常具有挑战性的陷阱对象比声音的波长的一半。的实际频率略高于人类的听力,这限制了trappable对象由几毫米的大小。
Marzo时和他的团队努力克服挑战,继续加强他们牵引光束的能力,使他们的技术可以将无限的使用和即兴的制造商社区。因此,实际的问题是如何将你把你自己的拖拉机梁使用吗?