Разработан метод “тепловой” левитации, способный поднимать любые объекты

Разработан метод “тепловой” левитации, способный поднимать любые объекты

Явление левитации сейчас еще во многом походит на волшебство, но позади его стоят совершенно традиционные законы физики и некоторые хитроумные уловки.

Магнитная левитация уже используется в железнодорожном транспорте, к примеру, оптическая – больше в научных целях, а акустическая – в производстве лекарственных препаратов и научных исследованиях.Однако, все вышеперечисленные методы работают лишь по отношению к объектам с определенными свойствами, а исследователи из Чикагского университета разработали новый метод “тепловой” левитации, который работает за счет искусственно создаваемой разницы температур и может действовать на любые объекты, независимо от их природы и свойств.

“Магнитная левитация работает только с магнитными материалами, оптическая – с объектами, реагирующими на поляризованный свет. Найденный нами метод является первым в своем роде, который не зависит ни от материала, ни от формы и других свойств объекта” – рассказывает Ченг Чин (Cheng Chin), один из исследователей.

Ученые использовали шарики из керамики, стекла, пластмассы, частички льда, семена и другие небольшие предметы для демонстрации работоспособности метода “тепловой” левитации.

Все эти предметы удавалось удерживать в пространстве на протяжении часа-двух времени, при этом они не совершали боковых колебательных движений.

Основой нового метода левитации является процесс под названием термофорез (thermophoresis), в результате которого между двумя источниками тепла с разной температурой возникают достаточно ощутимые силы.

В данном случае в качестве одного источника тепла выступала медная пластина, температура которой поддерживалась на уровне комнатной температуры, а вторая пластина охлаждалась при помощи жидкого азота до температуры -184 градуса Цельсия. Поток тепла об более горячей пластины к более холодной создавал силы, достаточные для поднятия частиц с небольшой массой.

“Большой температурный градиент приводит к возникновению сил, которые могут уравновесить силу гравитации, что приводит к появлению стабильной левитации” – рассказывает Фрэнки Фанг (Frankie Fung), ведущий исследователь, – “Мы экспериментальным путем сумели определить величину сил, создаваемых явлением термофореза, и выяснили, что это значение очень близко к значению, полученному при помощи теоретических расчетов. Это, в свою очередь, позволит определять нам возможность поднятия различных объектов при помощи технологии “тепловой” левитации”.

Для работы системы “тепловой” левитации на полной мощности требуется пластины с точно выдержанными размерами, разнесенные на строго заданное расстояние. Так же важную роль играет значение теплового градиента и положение дополнительных элементов, позволяющих контролировать направление движения потока тепла и увлекаемого им воздуха.

“Все это работает только в очень узком диапазоне давления, температурного градиента и геометрических размеров используемых пластин” – рассказывает Ченг Чин, – “Также на силы тепловой левитации влияет форма и материал частиц, поднимаемых таким способом”.

Несмотря на перечисленные выше трудности, ученым удалось воссоздать условия микрогравитации и исследовать поведение в них различных частиц, химических веществ и микроскопических живых организмов. Это позволит ученым исследовать некоторые области без необходимости отправки объектов исследований в космос, кроме этого, новая технология позволит манипулировать объектами, которые очень чувствительны к загрязнению, не прикасаясь к их поверхности.

Следующим шагом, которые собираются сделать ученые, станет модернизация технологии “тепловой” левитации для того, чтобы при ее помощи можно было поднимать объекты, размером более 1 сантиметра. Кроме этого, ученые будут искать способы управления несколькими объектами, помещенными в одно “левитационное поле” для того, чтобы заставить эти объекты взаимодействовать друг с другом и с окружающей средой. Взято с dailytechinfo.org

Следующая новость
Предыдущая новость

С чем носить бойфренды: советы стиля от Mario Muzi Преимущества использования программы для фотографий на документы Отличный вариант получить дополнительный заработок Искусственная слеза при синдроме сухого глаза Самые популярные предметы гардероба осени-2016