Akoestische trekstralen gebruiken de kracht van geluid om deeltjes in de lucht te houden, en in tegenstelling tot magnetische levitatie, ze kunnen de meeste vaste stoffen of vloeistoffen oppakken. Voor het eerst hebben ingenieurs van de Universiteit van Bristol aangetoond dat het mogelijk is om objecten die groter zijn dan de golflengte van geluid stabiel op te vangen in een akoestische trekstraal. Deze ontdekking opent de deur naar de manipulatie van medicijncapsules of microchirurgische instrumenten in het lichaam. Containerloos transport van delicate grotere monsters is nu ook een mogelijkheid en zou kunnen leiden tot zwevende mensen.

Onderzoekers dachten eerder dat akoestische trekstralen in wezen beperkt waren tot het laten zweven van kleine objecten, aangezien alle eerdere pogingen om deeltjes groter dan de golflengte op te vangen onstabiel waren geweest. met objecten die ongecontroleerd ronddraaien. Dit komt omdat een roterend geluidsveld een deel van zijn draaiende beweging overbrengt op de objecten, waardoor ze steeds sneller ronddraaien totdat ze worden uitgeworpen.

De nieuwe aanpak, gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven vandaag, maakt gebruik van snel fluctuerende akoestische wervels, die lijken op tornado's van geluid, gemaakt van een twister-achtige structuur met luid geluid rond een stille kern.

De Bristol-onderzoekers ontdekten dat de rotatiesnelheid fijn kan worden gecontroleerd door de draairichting van de wervels snel te veranderen, dit stabiliseert de trekstraal. Ze waren vervolgens in staat om de stille kern te vergroten, waardoor deze grotere objecten kon bevatten. Werken met ultrasone golven met een toonhoogte van 40kHz, een soortgelijke toonhoogte als die welke alleen vleermuizen kunnen horen, de onderzoekers hielden een bol van piepschuim van twee centimeter in de trekstraal. Deze bol meet meer dan twee akoestische golflengten en is de grootste die tot nu toe in een trekstraal is gevangen. Het onderzoek suggereert dat, in de toekomst zouden veel grotere objecten op deze manier kunnen worden opgetild.

Dr. Asier Marzo, hoofdauteur op het papier van Bristol's Department of Mechanical Engineering, zei:"Akoestische onderzoekers waren al jaren gefrustreerd door de maximale grootte, dus het is bevredigend om een ​​manier te vinden om het te overwinnen. Ik denk dat het de deur opent naar veel nieuwe toepassingen."

Dr. Mihai Caleap, Senior onderzoeksmedewerker, die de simulaties heeft ontwikkeld, legde uit:"In de toekomst, met meer akoestisch vermogen is het mogelijk om nog grotere objecten vast te houden. Men dacht dat dit alleen mogelijk was met lagere tonen, waardoor het experiment hoorbaar en gevaarlijk was voor mensen."

Bruce Drinkwater, Hoogleraar Ultrasoon van de faculteit Werktuigbouwkunde, die toezicht hield op het werk, toegevoegd:"Akoestische trekbalken hebben een enorm potentieel in veel toepassingen. Ik ben vooral enthousiast over het idee van contactloze productielijnen waar delicate objecten worden geassembleerd zonder ze aan te raken."