العلماء ينجحون في تحريك الأشياء بالصوت!
تاريخ النشر: 27th, June 2024 GMT
نجح فريق من العلماء في التلاعب بحركة الأشياء باستخدام الصوت، مع توجيه الأجسام العائمة حول العوائق في بيئة مائية، ما يسلط الضوء على إمكانيات جديدة لتوصيل الأدوية.
أوضح فريق البحث أن "الموجات الصوتية، على وجه الخصوص، تقدم مزايا مميزة لأنها متوافقة حيويا وغير ضارة، ويمكن لأطوالها الموجية القصيرة اختراق نطاق واسع من الوسائط غير المتجانسة والمبهمة".
واستخدم علماء كلية الهندسة EPFL في سويسرا، تقنيات مستوحاة من علم البصريات لتحقيق هذا التلاعب بالأشياء، مثل "الملاقط الضوئية" التي تُستخدم للتحكم بالجزيئات المجهرية.
وفي السنوات الأربع الماضية، حاول رومان فلوري، رئيس مختبر هندسة الأمواج في كلية الهندسة EPFL، وفريقه تحريك الأشياء في بيئات ديناميكية غير قابلة للتحكم باستخدام الموجات الصوتية.
إقرأ المزيد
وتعتمد هذه الطريقة على "تشكيل زخم الموجة"، دون المبالاة ببيئة الجسم أو حتى خصائصه الفيزيائية، حيث أن المعلومات المطلوبة تتعلق بموضع الجسم، لتقوم الموجات الصوتية بمهمتها.
وقال فلوري: "في تجاربنا، بدلا من محاصرة الأشياء، قمنا بدفعها بلطف، كما يقوم اللاعبون بتوجيه قرص الهوكي بالعصا".
وفي الإعداد التجريبي، وضع العلماء كرة بينغ بونغ في خزان مياه كبير يضم عدة مكبرات صوت موزعة في جميع الأنحاء. ثم قاموا بتشغيل موجات صوتية بتردد 1590 هرتز لتحريك الكرة عبر مسار مخطط مسبقا، بينما رصدت الميكروفونات ردود فعل تُعرف باسم "مصفوفة التشتت" أثناء ارتدادها عن الكرة.
وتتيح بيانات مصفوفة التشتت المقترنة بمعلومات الكاميرا العلوية، إمكانية إجراء حسابات في الوقت الفعلي لتحسين زخم الموجة الصوتية أثناء حركة الكرة.
وأثبتت التجربة نجاح الطريقة هذه في تحريك الأشياء وتدويرها على النحو الأمثل.
وبعد ذلك، نجح العلماء في اختبار نظامهم ضمن خزان يتضمن عوائق ثابتة ومتحركة، بالإضافة إلى استبدال كرة بينغ بونغ الكروية بأشياء أكثر تعقيدا، مثل زهرة اللوتس الورقية.
وقال فلوري: "تستخدم بعض طرق توصيل الدواء بالفعل الموجات الصوتية لإطلاق الأدوية المغلفة، لذا فإن هذه التقنية جذابة بشكل خاص لدفع الدواء مباشرة نحو الخلايا السرطانية، على سبيل المثال".
وقد تكون الطرق المماثلة مفيدة أيضا في مهام أخرى، مثل التحليل البيولوجي وهندسة الأنسجة، حيث قد يؤدي التفاعل الجسدي إلى تلويث العينات أو إتلافها.
نشرت الدراسة في مجلة Nature.
المصدر: interesting engineering
المصدر: RT Arabic
كلمات دلالية: اكتشافات بحوث تكنولوجيا فيزياء الموجات الصوتیة
إقرأ أيضاً:
اكتشاف 55 مليار طن من الحديد يعيد تشكيل اقتصاد العالم.. ماذا حدث؟
في حدث تاريخي قد يعيد كتابة مستقبل العديد من القطاعات الاقتصادية، أعلن الباحثون عن اكتشاف ضخم لاحتياطي خام الحديد غرب أستراليا، يُقدّر بـ 55 مليار طن.
هذا الاكتشاف لا يُعتبر مجرد رقم، بل يُمثّل قيمة سوقية هائلة تصل إلى 5,775 تريليون دولار، وهي كمية قد تقلب موازين أسواق الحديد العالمية.
أضخم احتياطي حديدبحسب "ساينس أليرت" فإن الاحتياطي المكتشَف يُمثل كنزًا حقيقيًا وثروة من شأنه أن يعيد تشكيل العوامل الاقتصادية في أستراليا وكذلك في العالم بشكل عام.
هذه الكمية الهائلة من الحديد هي بمثابة نقطة تحول كبيرة يستطيع أن يعيد تشكيل ملامح الصناعة الدولية وأسواق المواد الخام. يمكن اعتبار هذا الاحتياطي أكبر احتياطي للحديد في العالم، وهو ما سيعزز مكانة أستراليا كلاعب رئيسي في صناعة التعدين العالمية.
كما يفتح هذا الاكتشاف، نافذة جديدة أمام العلماء لإعادة التفكير في آليات تشكيل المعادن وتاريخ كوكب الأرض الجيولوجي. فقد أشار العلماء إلى أن البحوث الجديدة قد تدفعنا إلى إعادة كتابة فصول مهمة من تاريخ كوكبنا.
تفاصيل اكتشاف استراليايُظهر التحليل المحدث للعينات المعدنية، باستخدام تقنيات التأريخ النظائري والكيميائي، أن هذه التكوينات قد تكون أحدث مما كان يُعتقد سابقًا. حيث يُعتقد أن عمرها يقارب 1.4 مليار سنة، وهو ما يُعتبر حديثًا نسبيًا بالمقارنة مع التقديرات السابقة.
لقد أظهرت النتائج أن العلماء كانوا مخطئين في تقدير عمر هذه الاحتياطيات، وهذا يُعني أن علينا إعادة التفكير في علاقة هذه التكوينات المعدنية بحركة القارات في التاريخ القديم.
بحسب العلماء، يعتبر هذا المحور مهمًا لعلم الجيولوجيا، حيث يُمكن أن يُؤثر في فهمنا لكيفية تشكّل المعادن عبر العصور. ويرى الخبراء أن هذا الاكتشاف يظهر العلاقة الوثيقة بين التغيرات المعدنية ودورات حركة القارات.
التأثير على الاقتصاد والاستثماراتمع الكمية الضخمة من الحديد المكتشف، يتوقع الخبراء أن يُعزز هذا الاحتياطي موقف أستراليا كدولة رائدة في مجال التعدين على مستوى العالم. ومن المؤكد أن تأثير هذا الاكتشاف سيمتد إلى التجارة الدولية والاقتصادات التي تعتمد بشكل كبير على استيراد الحديد، بما في ذلك الدول الصناعية الكبرى مثل الصين والهند.
ومع ذلك، فإن هذا الاحتياطي الكبير يُثير العديد من التساؤلات حول كيفية تنفيذ عمليات الاستخراج والتأثيرات البيئية المتوقعة. فهناك قلق متزايد من نشطاء البيئة الذين يُطالبون بضرورة التعامل بحذر مع هذا الاكتشاف لضمان استغلاله بشكل مسؤول يراعي البيئة المحلية.
من الأمور الهامة أيضًا -بحسب الخبراء- هو التأكيد على حماية حقوق السكان الأصليين في المنطقة التي تم اكتشاف الحديد فيها. يتوجب أن تكون هناك فرص تنموية وتعويضات عادلة لمن يعيشون في تلك المناطق. وبالتأكيد، سيتطلب الأمر تعاونا بين الحكومة، الشركات، والمجتمعات المحلية لضمان أن يكون الاستغلال اقتصاديًا واجتماعيًا مستدامًا.
ثمانية وكلاء للنائب العام يتلقون تدريبًا متقدمًا ضمن اتفاق تعاون دولي مع فرنسا