Un tubo acustico guida la materia attraverso l'aria con gli ultrasuoni
I ricercatori hanno sviluppato un condotto senza pareti che sposta liquidi, polveri e scariche elettriche senza confini solidi.
Di Giovanni Sapere
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Un gruppo di ricerca guidato dall'Università di Helsinki ha dimostrato un'invenzione che trasporta liquidi, nebbia, polveri e scariche elettriche attraverso l'aria aperta senza contenitori solidi. Alimentato da onde ultrasoniche emesse da 256 trasduttori miniaturizzati, il canale senza contatto crea un confine invisibile che guida la materia orizzontalmente a mezz'aria.
Come la levitazione acustica forma un condotto invisibile
L'invenzione mantiene in posizione la materia in flusso generando onde acustiche a una frequenza di 40 kilohertz, come riportato da TechXplore. Il suono è emesso da 256 piccoli altoparlanti disposti all'interno di un cilindro situato a circa 5 centimetri dal flusso. Invece di usare un tubo solido, il dispositivo modella le onde sonore in campi acustici di tipo Bessel curvi e allungati che intrappolano la materia e ne impediscono la dispersione.
«Di tutti gli allestimenti sperimentali che ho visto, direi che questo è la cosa più vicina alla magia.»
— Ari Salmi, professore di elettronica all'Università di Helsinki
«Cambiando il modo in cui gli altoparlanti sono controllati, possiamo rimodellare e curvare il tubo secondo necessità.»
— Dmitry Nikolaev, ricercatore post-dottorato all'Università di Helsinki
Le origini e lo sviluppo collaborativo
Il concetto è nato quattro anni prima durante una passeggiata serale dell'inventore Ari Salmi, professore di elettronica all'Università di Helsinki, secondo TechXplore. Mentre in precedenza sviluppava dispositivi a ultrasuoni per pulire l'interno delle tubature, Salmi ha considerato i vantaggi di un condotto completamente privo di superfici fisiche su cui potesse aderire lo sporco. Dare vita al concetto ha richiesto una fase iterativa di tentativi ed errori condotta in collaborazione con ricercatori della Università Pubblica di Navarra e della Università del Michigan.
Specifiche del prototipo e applicazioni potenziali
L'attuale prototipo sperimentale misura 8 centimetri di lunghezza, meno del diametro esterno del cilindro stesso, come dettagliato da TechXplore. Far funzionare la sezione da 8 centimetri richiede 50 watt di potenza elettrica, una domanda energetica paragonabile a quella di una lampadina a incandescenza. Il ricercatore post-dottorato Dmitry Nikolaev ha osservato che, sebbene l'elevata intensità acustica all'interno del nucleo sia impercettibile per l'uomo, la frequenza del suono può essere percepita dai cani.
Trasporto adattabile di materiali e cosa tenere d'occhio
Poiché il contatto fisico è eliminato, questa innovazione offre un'utilità pratica per il trasporto di materiali corrosivi, appiccicosi o sensibili alla contaminazione che di solito sporcano o erodono le tubature standard, come riportato da TechXplore. Gli operatori possono regolare l'array di altoparlanti per modificare la traiettoria del tubo su richiesta o erogare il liquido in singole gocce. Con un potenziale per una futura protezione brevettuale, si prevede che lo sviluppo in corso si concentrerà sull'espansione modulare, poiché collegare in sequenza più unità da 8 centimetri potrebbe consentire ai ricercatori di costruire condotte acustiche più lunghe di lunghezza arbitraria per la robotica avanzata e le applicazioni spaziali.
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