2019-05-11 07:08:01
一个令人惊讶的实验打开了通往新粒子操纵方法的道路

阿尔托大学的研究人员发现了一种令人惊讶的现象,它改变了我们如何思考声音如何移动粒子。他们的实验基于一项着名的实验,该实验可从全球高中科学课堂中识别出来--Chlandni Plate实验,其中粒子在振动表面上移动。该实验最初由Ernst Chladni于1787年进行,他现在被称为声学之父。 Chladni的实验表明,当一块板以一定频率振动时,重粒子会向振动较小的区域移动,称为节点线。几个世纪以来,这个实验已经被广泛地重复,并形成了对重粒子如何在振动板上移动的共同理解。但是,阿尔托大学的研究人员现在已经展示了一个重粒子向更多振动区域或波腹移动的情况。 “这是一个令人惊讶的结果,几乎与普遍的信念相矛盾,”泉周教授说。

研究人员在压电传感器上安装了硅片,并将其浸入水中。它们将亚毫米玻璃球散布在板上,并用不同频率的信号振动板,在板上产生波浪。然后研究人员惊讶地发现,粒子向着波腹移动,形成了他们所谓的“逆Chladni模式”。

一个有趣的方面是系统可以在很宽的频率范围内创建可预测的运动。 “我们几乎可以在任何频率上移动粒子,而且我们不依赖于板块的共振”,周说。 “这给了我们很多运动控制的自由。”

利用新发现的现象,研究人员能够精确控制单个粒子和一组粒子在浸没板上的运动。在一个例子中,他们将一个粒子移动到盘子上的迷宫中,写出由单独的字母组成的单词,并通过播放不同的音符来合并,传输和分离一群粒子。

“药物研究和微系统组装中的许多程序都需要能够轻松移动和操作小颗粒。只需使用一个执行器来完成所有这些不同的操作,我们就开辟了通往新粒子处理技术的道路”,周说。 “此外,该方法可以激发未来的片上系统系统。”

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