Riadenie elektrickej energie vo vzduchu cez ultrazvukové impulzy
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 13. 2. 2025
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Elektrina je chaotická a na jej využitie ju zvyčajne musíme obmedziť na vodiče a obvody. Vedcom v Európe a Kanade sa teraz podarilo viesť elektrické iskry vzduchom a dokonca aj okolo prekážok pomocou ultrazvukových vĺn.
Vo voľnom priestranstve má elektrina tendenciu rozbiehať sa zdanlivo náhodnými smermi - predstavte si blesk. Tieto cesty sú vedené jemnými rozdielmi v hustote a náboji vzduchu a príťažlivosťou kovových predmetov. Zohľadnenie všetkých týchto faktorov sťažuje presné riadenie.
V novej štúdii vedci z Helsinskej univerzity, Verejnej univerzity v Navarre a Univerzity vo Waterloo demonštrovali spôsob, ako viesť elektrické iskry vzduchom. Metóda umožňuje nasmerovať iskry tak presne, že sa môžu ohýbať okolo prekážok a zasiahnuť špecifické miesta na materiáli, aj keď nie je vodivý.
„Tento jav sme pozorovali pred viac ako rokom, potom nám trvalo niekoľko mesiacov, kým sme ho kontrolovali, a ešte dlhšie, kým sme našli vysvetlenie,“ povedal Asier Marzo, vedúci výskumník štúdie.
Trik spočíva v použití ultrazvuku. Zvukové vlny týchto frekvencií vytvárajú tlak vzduchu, ktorý môže byť dostatočne silný na to, aby levitoval ľahké predmety. V tomto prípade netlačia priamo samotnú elektrinu, ale formujú jej dráhu.
Keď sa iskra zapáli, zohrieva vzduch okolo seba. Tento teplejší vzduch sa rozpína, čím sa znižuje jeho hustota. Keďže elektrina sa radšej šíri vzduchom s nižšou hustotou, iskra sa pohybuje týmto smerom. Ultrazvukové impulzy pohybujú týmto teplejším vzduchom s nižšou hustotou, ktorý následne vedie elektrinu s prekvapujúcou presnosťou.
Tím testoval túto techniku pomocou dvoch 360-stupňových prstencov ultrazvukových žiaričov obklopujúcich miesto, kde sa generuje iskra prostredníctvom Teslovej cievky. Po zapnutí ultrazvuku sa plazmová iskra zmení zo stromového tvaru náhodných vetiev na jednu líniu. Túto líniu možno potom zamerať rôznymi smermi buď fyzickým naklonením prstenca žiaričov, alebo nastavením sily rôznych žiaričov v rámci prstenca.
Výskumníci dokázali plazmu nasmerovať tak, aby zasiahla konkrétne elektródy a vyhla sa iným, čo by mohlo umožniť riadené prepínanie v bezdrôtových obvodoch. Mohlo by to tiež umožniť zasiahnuť materiály, ktoré by si elektrina bežne „nevybrala“. Medzi ďalšie aplikácie, ktoré tím navrhuje, patrí leptanie vzorov do kolónií baktérií a dokonca aj zariadenia, ktoré vytvárajú haptickú spätnú väzbu dodávaním nízkovýkonných plazmových striel do kože.
„Som nadšený možnosťou využitia veľmi slabých iskier na vytváranie kontrolovaných hmatových podnetov v ruke, možno vytvorením prvého bezkontaktného Braillovho systému,“ povedal Josu Irisarri, prvý autor štúdie.
Výskum bol nedávno uverejnený v magazíne Science Advances. Ultrazvukom riadenú elektrinu v akcii si môžete pozrieť vo videu na začiatku článku alebo priamo TU.
