Techrules представила електричний суперкар з турбіною TREV
17 Березня , 2017
Вченим компанії IBM вдалося зробити знімки рідкісної трикутної молекули, яка була синтезована вперше в історії
17 Березня , 2017

Розроблено метод “теплової” левітації, здатний піднімати будь-які об’єкти

Явище левітації зараз ще багато в чому схоже на диво, але за ним стоять абсолютно традиційні закони фізики і деякі хитромудрі виверти. Магнітна левітація вже використовується в залізничному транспорті, оптична – більше в наукових цілях, а акустична – у виробництві лікарських препаратів і наукових дослідженнях. Однак, всі перераховані вище методи працюють лише по відношенню до об’єктів з певними властивостями, а дослідники з Чиказького університету розробили новий метод “теплової” левітації, який працює за рахунок штучно створюваної різниці температур і може діяти на будь-які об’єкти, незалежно від їх природи і властивостей.
“Магнітна левітація працює лише з магнітними матеріалами, оптична – з об’єктами, що реагують на поляризоване світло. Знайдений нами метод є першим у своєму роді, який не залежить ні від речей, ні від форми та інших властивостей об’єкта” – розповідає Ченг Чин (Cheng Chin), один з дослідників.
Вчені використовували кульки з кераміки, скла, пластмаси, частинки льоду, насіння та інші невеликі предмети для демонстрації працездатності методу “теплової” левітації. Всі ці предмети вдавалося утримувати в просторі протягом години-двох часу, при цьому вони не здійснювали бічних коливальних рухів.
Основою нового методу левітації є процес під назвою термофорез (thermophoresis), в результаті якого між двома джерелами тепла з різною температурою виникають досить відчутні сили. В даному випадку в якості одного джерела тепла виступала мідна пластина, температура якої підтримувалася на рівні кімнатної температури, а друга пластина охолоджувалася за допомогою рідкого азоту до температури -184 градуси Цельсію. Потік тепла від більш гарячої пластини до більш холодної створював сили, достатні для підняття частинок з невеликою масою.
“Великий температурний градієнт призводить до виникнення сил, які можуть зрівноважити силу тяжіння, що призводить до появи стабільної левітації” – розповідає Френкі Фанг (Frankie Fung), провідний дослідник, – “Ми експериментальним шляхом зуміли визначити величину сил, які утворюються явищем термофореза, і з’ясували, що це значення дуже близьке до значення, отриманого за допомогою теоретичних розрахунків. Це, в свою чергу, дозволить нам вирахувати можливість підняття різних об’єктів за допомогою технології “теплової” левітації”.
Для роботи системи “теплової” левітації на повній потужності потрібно пластини з точно витриманими розмірами, рознесені на строго задану відстань. Також, важливу роль відіграє значення теплового градієнту та положення додаткових елементів, що дозволяють контролювати напрямок руху потоку тепла і повітря. “Все це працює лише в дуже вузькому діапазоні тиску, температурного градієнта та геометричних розмірів пластин” – розповідає Ченг Чин, – “Також, на сили теплової левітації впливає форма і матеріал частинок, що порушуються таким способом”.
Незважаючи на перелічені вище труднощі, вченим вдалося відтворити умови мікрогравітації і досліджувати поведінку в них різних частинок, хімічних речовин і мікроскопічних живих організмів. Це дозволить вченим досліджувати деякі галузі без необхідності відправки об’єктів досліджень в космос, крім цього, нова технологія дозволить маніпулювати об’єктами, які дуже чутливі до забруднення, не торкаючись до їх поверхні.
Наступним кроком, які збираються зробити вчені, стане модернізація технології “теплової” левітації для того, щоб за її допомогою можна було піднімати об’єкти, розміром більше 1 сантиметра. Крім цього, вчені будуть шукати способи керування кількома об’єктами, поміщеними в одне “левітаційне поле” для того, щоб змусити ці об’єкти взаємодіяти один з одним і з навколишнім середовищем.

Залишити відповідь

Увійти за допомогою: 
Inline
Inline