I ricercatori della Tokyo Metropolitan University hanno migliorato con successo la tecnologia per sollevare piccole particelle usando le onde sonore. Le loro "pinzette acustiche" potevano sollevare oggetti da superfici riflettenti senza contatto fisico, ma la stabilità è rimasta un problema. Ora, utilizzando un algoritmo adattivo per mettere a punto il modo in cui le pinzette vengono controllate, hanno drasticamente migliorato la stabilità del sollevamento delle particelle. Con un'ulteriore miniaturizzazione, questa tecnologia potrebbe essere implementata in una vasta gamma di ambienti, compreso lo spazio.

Come può testimoniare chiunque si trovi accanto a un altoparlante, le onde sonore possono esercitare una forza fisica reale. Con la giusta disposizione degli altoparlanti alla giusta frequenza, ampiezza e fase, diventa possibile sovrapporre quelle onde e impostare un campo di influenza che può spingere, sollevare e trattenere oggetti fisici. Tale tecnologia delle pinzette acustiche promette una manipolazione completamente senza contatto e senza contaminazioni di piccoli oggetti.

L'anno scorso, il Dr. Shota Kondo e il Professore Associato Kan Okubo della Tokyo Metropolitan University hanno realizzato il sollevamento e il movimento senza contatto di particelle di dimensioni millimetriche utilizzando una serie emisferica di piccoli trasduttori a ultrasuoni. I trasduttori sarebbero azionati individualmente secondo un algoritmo unico, consentendo loro di impostare campi di pressione sonora che alla fine sollevavano e spostavano gli oggetti. Tuttavia, la stabilità delle loro "pinzette acustiche" è rimasta un problema in sospeso.

Ora, lo stesso team ha escogitato un modo per utilizzare la stessa configurazione per ottenere miglioramenti significativi nel modo in cui possono sollevare particelle da superfici rigide. Esistono due "modalità" in cui è possibile pilotare i trasduttori, in cui le metà opposte della loro matrice emisferica vengono inserite e sfasate. La nuova intuizione del team è che modalità diverse sono più adatte a fare determinate cose.

A partire da una particella su una superficie, una modalità di eccitazione "in fase" è migliore per sollevare e spostare la particella vicino alla superficie, con un targeting accurato delle singole particelle a solo un centimetro di distanza. Nel frattempo, una modalità "fuori fase" è più adatta per portare la particella sollevata al centro dell'array. Pertanto, utilizzando un passaggio adattivo tra le modalità, ora possono sfruttare il meglio di entrambe le modalità e ottenere un sollevamento stabile e ben controllato, nonché una maggiore stabilità all'interno della trappola una volta sollevata.

Questo è un importante passo avanti per una tecnologia futuristica che un giorno potrebbe essere utilizzata per manipolare campioni che devono essere mantenuti rigorosamente privi di contaminazione. Il team spera anche che un giorno possa trovare applicazione pratica nello spazio, dove competere contro la gravità non è un problema. L'attuale studio è pubblicato nel Giornale giapponese di fisica applicata . + Esplora ulteriormente

Le pinzette acustiche possono raccogliere oggetti senza contatto fisico